Химической реакции

Зная величины констант равновесия при данных условиях и используя стехиометрические соотношения реакции (закон сохранения массы), рассчитывают равновесный состав продуктов по следующей схеме.

1. Пишут уравнение реакции.

2. Пишут под формулами уравнения начальные концентрации исходных веществ (в моль/л). Если начальные концентрации продуктов реакции не оговариваются в условии задачи, они обычно принимаются равными нулю.

А + b В «c С + D

Начальное

состояние [ А ]₀ [ В ]₀ [ С ]₀ 0

Число молей

по уравнению 1 b c 1

Изменение

концентраций x b x c x x

Равновесное

состояние [ А ]₀ - x [ В ]₀ – bx [ С ]₀ + c x x

3. Принимают, что в ходе реакции до состояния равновесия прореагировало x моль/л какого-либо вещества. Обычно за x принимают изменение концентрации того реагента, стехиометрический коэффициент при котором в уравнении реакции наименьший, чтобы избежать дробных коэффициентов при неизвестном x. Например, прореагировало x моль/л вещества А.

4. По уравнению реакции определяют изменение концентраций других веществ.

5. Определяют равновесные концентрации веществ. При протекании реакции в прямом направлении до состояния равновесия происходит уменьшение концентраций исходных веществ и увеличение концентраций продуктов реакции.

6. Пишут выражение закона действующих масс. Подставляют в него найденные значения равновесных концентраций.

,

.

7. Решают уравнение с одним неизвестным. При этом учитывают, что отрицательный корень не имеет физического смысла, и убыль концентрации исходного вещества не может быть больше величины самой концентрации (начальная концентрация исходного вещества не может быть меньше его остаточной равновесной концентрации).

8. Находят равновесные концентрации.

[ А ] = [ А ]₀- x;

[ B ] = [ B ]₀ - b x;

[ C ] = [ С ]₀ + cx;

[ D ] = x.

Приведенная схема расчета может быть применена также для определения исходных (начальных) молярных концентраций, если известны равновесные концентрации реагентов.