3.2. W stanie równowagi mieszanina reakcyjna znajdująca się w naczyniu o objętości 10'2 m3 w temp. 500 K zawiera 4 mole Br2. 2.5 mola H; i 1 mol HBr Obliczyć stalą równowagi reakcji: 2HBr = H: + Br2.
W iimym doświadczeniu prowadzonym w tych samych wanuikach do pustego naczynia wprowadzono pewną ilość HBr. Po ustaleniu się stanu równowagi okazało się. że w mieszaninie znajduje się 8 moli bromu. Wyznaczyć liczby moli poszczególnych reagentów w stanie równowagi, a także liczbę moli wprowadzonego na początku bromowodoru.
Rozwiązanie
Wyrażamy stalą Kp za pomocą K„
KP = K,
gdzie: K„ - jest równowagowym ilorazem liczby moli reagentów. K„ nic jest stałą równowagi, ponieważ wielkość ta jest zależna od ciśnienia i sumarycznej liczby moli reagentów.
P - sumaryczne ciśnienie równowagowe,
N • sumaryczna liczba moli reagentów w stanie równowagi.
An - różnica liczby moli gazowych produktów i substratów reakcji (zgodnie z zapisem reakcji).
Wobec faktu, że An dla powyższej reakcji równe jest zeru, zatem Kp = K„. Stąd
= 10
Stała równowagi jest oczywiście równa 10 także dla drugiego doświadczenia ponieważ temperatura jest ta sama.
Z zapisu reakcji wynika że jeżeli w staiue równowagi mamy 8 moli bromu, to w naczyniu musi się znajdować także 8 moli wodoru, gdyż do naczynia wprowadzono jedynie bromowodór.
Liczbę moli bromowodoru w stanie równowagi obliczymy z wyrażenia na stałą równowagi
(nHBr )
skąd. n hbt = 2.53 mola
Obliczając liczbę moli HBr wprowadzonego na początku do naczynia musimy uwzględnić liczbę moli HBr znajdującą się w naczyniu w stanie równowagi oraz liczbę moli HBr. która musiała przereagować, aby powstało 8 moli Br2. Ze stechiometrii reakcji wynika że musiało pizereagować 16 moli HBr. Liczba moli HBr wprowadzonego na początku do naczyiua wynosi zatem Hhbi = 2.53 + 16 = 18.53 moli.
3.3. Wyznaczyć stopień dysocjacji gazowego PCI? w temperaturze 550 K. Równowagowe ciśnienie sumaryczne wynosi 2 103 Pa, a stała równowagi reakcji dysocjacji PCK = PCI* + Cl2 wynosi w tych warunkach Kp = 1,98.
Rozwiązanie
Wyrazimy stałą dysocjacji Kp za pomocą Kn.
p
Jeżeli stopień dysocjacji oznaczymy jako a. to w staiue równowagi liczba moli Cl2 i PCI3 będzie równa iloczynowi liczby moli wprowadzonego PCI5 i stopnia dysocjacji, czyli w tym przypadku ik, cl