રસાયણશાસ્ત્રમાં સતત આર. રાસાયણિક સંતુલન

પછી આપણને મળે છે:

આ સમીકરણને ઉકેલતા, આપણે શોધીએ છીએ: x 1 = 3 અને x 2 = 1.25. પરંતુ x 1 = 3 સમસ્યાની શરતોને સંતોષતું નથી.
તેથી, = 1.25 + 1 = 2.25 mol/l.

12.1. નીચેનામાંથી કઈ પ્રતિક્રિયામાં દબાણમાં વધારો સમતુલાને જમણી તરફ ખસેડશે? જવાબને યોગ્ય ઠેરવો.

1) 2 NH 3 (g) 3 H 2 (g) + N 2 (જી)

2) ZnCO 3 (k) ZnO (k) + CO 2 (જી)

3) 2HBr (g) H 2 (g) + Br 2 (w)

4) CO 2 (g) + C (ગ્રેફાઇટ) 2CO (g)

12.2.ચોક્કસ તાપમાને, સિસ્ટમમાં સંતુલન સાંદ્રતા

2HBr (g) H 2 (g) + Br 2 (જી)

રાસાયણિક સ્થિતિ સંતુલન- આ એક એવી સ્થિતિ છે જેમાં ઉત્પાદનોની રાસાયણિક સંભવિતતા અને પ્રારંભિક પદાર્થો એકબીજાની સમાન હોય છે, પ્રક્રિયાની સ્ટોઇકોમેટ્રીને ધ્યાનમાં લેતા.

જો બે શરતો પૂરી થાય તો આપણે રાસાયણિક સંતુલન વિશે વાત કરી શકીએ:

આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દરો સમાન છે.

સંતુલન અસ્તિત્વમાં છે જો, જ્યારે બાહ્ય પ્રભાવ લાગુ કરવામાં આવે અને પછી જ્યારે તેને દૂર કરવામાં આવે, ત્યારે સિસ્ટમ તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછી આવે.

11. સામૂહિક કાર્યવાહીનો કાયદો.

સતત તાપમાન પર, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર પ્રતિક્રિયા સમીકરણમાં સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક ગુણાંકની સમાન શક્તિઓમાં લેવામાં આવતા પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થોની સાંદ્રતાના ઉત્પાદનના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, એમોનિયા સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયા માટે:

N2 + 3H2 = 2NH3

સામૂહિક ક્રિયાના કાયદાનું સ્વરૂપ છે:

Kc = 2 / 3

12. સજાતીય પ્રણાલીમાં સંતુલન સ્થિર. સંતુલન સ્થિરતાને વ્યક્ત કરવાની રીતો.

સંતુલન સ્થિરઅંતિમ અને પ્રારંભિક પ્રતિક્રિયા સહભાગીઓની સંતુલન સાંદ્રતાના ઉત્પાદનોના ગુણોત્તર સમાન સ્થિર મૂલ્ય છે, જે સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક ગુણાંકને અનુરૂપ સત્તાઓમાં લેવામાં આવે છે

સજાતીયએક તબક્કામાં થતી પ્રતિક્રિયાઓને કહેવામાં આવે છે: વાયુઓના મિશ્રણમાં, પ્રવાહીમાં અથવા ક્યારેક ઘન દ્રાવણમાં.

ઇક્વિલિબ્રિયમ કોન્સ્ટન્ટને વ્યક્ત કરવાની રીતો

જો પ્રતિક્રિયામાં સામેલ પદાર્થોની સાંદ્રતા મોલેરિટીના દાઢ એકમોમાં વ્યક્ત કરવામાં આવે છે, એટલે કે. mol/l માં, તે સામાન્ય રીતે Kc તરીકે સૂચવવામાં આવે છે

સજાતીય ગેસ પ્રતિક્રિયા માટે, પદાર્થોના આંશિક દબાણના સંદર્ભમાં સંતુલન સ્થિરતાને વ્યક્ત કરવું વધુ અનુકૂળ છે:

કેટલીકવાર સંતુલન સ્થિરતાને આંશિક દબાણ અને સાંદ્રતાના સંદર્ભમાં વ્યક્ત કરવું અનુકૂળ છે, પરંતુ પદાર્થોના જથ્થાના સંદર્ભમાં:
અથવા અનુરૂપ છછુંદર અપૂર્ણાંક દ્વારા:

સામાન્ય કિસ્સામાં, સંતુલન સ્થિરાંકો Kc, Kp, Kn અને KN અલગ છે.

13. લે ચેટેલિયર-બ્રાઉન સિદ્ધાંત .

જો સંતુલનમાં હોય તેવી સિસ્ટમ પર બાહ્ય પ્રભાવ નાખવામાં આવે છે, તો સંતુલન તે દિશામાં જાય છે જે બાહ્ય પ્રભાવને નબળો પાડે છે.

14. વેન્ટ હોફ આઇસોબાર સમીકરણ.

આ અભિવ્યક્તિ અમને સંતુલન અને સંતુલન સ્થિરતા પર T ના પ્રભાવનું ગુણાત્મક મૂલ્યાંકન કરવાની મંજૂરી આપે છે.

15.તબક્કો.

તબક્કો કહેવાય છે - વિજાતીય પ્રણાલીનો એક સમાન ભાગ કે જેમાં વાસ્તવિક ઇન્ટરફેસ હોય છે, જેની અંદર તમામ ગુણધર્મો સતત બદલાઈ શકે છે, અને જ્યારે તે અચાનક પસાર થાય છે.

16. ઘટકો અને ઘટકો.

ઘટક કહેવાય છે- સિસ્ટમની સ્થિતિનું વર્ણન કરવા માટે પૂરતા ઘટકોની ન્યૂનતમ સંખ્યા.

ઘટક પદાર્થોકહેવામાં આવે છે -પદાર્થો કે જે સિસ્ટમનો ભાગ છે જેને પરંપરાગત દવા પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને અલગ કરી શકાય છે અને તે જ્યાં સુધી ઇચ્છિત હોય ત્યાં સુધી સિસ્ટમની બહાર અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે.

17. ગિબ્સ તબક્કો નિયમ .

સંતુલન થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમની સ્વતંત્રતાની ડિગ્રીની સંખ્યા, જેના માટે બાહ્ય પરિબળોમાત્ર તાપમાન અને દબાણનો પ્રભાવ, સ્વતંત્ર ઘટકોની સંખ્યા જેટલી S=K-F+n(બાહ્ય પરિમાણોની સંખ્યા)

તબક્કાનો નિયમ દર્શાવે છે કે સ્વતંત્રતાની ડિગ્રીની સંખ્યા ઘટકોની સંખ્યા સાથે વધે છે અને સિસ્ટમના તબક્કાઓની સંખ્યા સાથે ઘટે છે.

18. સિસ્ટમમાં તબક્કાના સંતુલનની શરતો.

વિજાતીય પ્રણાલીમાં, જો તબક્કાઓ વચ્ચે નીચેના પ્રકારના સંતુલન અસ્તિત્વમાં હોય તો તબક્કા સંતુલન હોય છે:

થર્મલ (તાપમાન સમાનતા)

યાંત્રિક (દબાણ સમાનતા)

કેમિકલ દરેક ઘટક માટે

19.ક્લોસિયસ-ક્લોસિયસ સમીકરણ

ક્યાં, - Δ વી- પ્રથમ તબક્કામાંથી બીજા તબક્કામાં સંક્રમણ દરમિયાન પદાર્થના જથ્થામાં ફેરફાર, ટી - સંક્રમણ તાપમાન, Δ એચ- પદાર્થના 1 મોલના એક તબક્કામાંથી બીજા તબક્કામાં સંક્રમણ દરમિયાન પદાર્થની એન્ટ્રોપી અને એન્થાલ્પીમાં ફેરફાર

તે તમને અનુમાન કરવાની મંજૂરી આપે છે કે જ્યારે 2 પરિમાણો બદલાય છે ત્યારે તબક્કાના સંક્રમણ દરમિયાન તાપમાન અથવા દબાણ કેવી રીતે બદલાય છે.

20. વોટર સ્ટેટ ડાયાગ્રામ

સિસ્ટમની સ્થિતિ અને સિસ્ટમમાં તબક્કાના રૂપાંતરણોને દર્શાવતા જથ્થા વચ્ચેનો સંબંધ - ઘનમાંથી પ્રવાહીમાં, પ્રવાહીમાંથી વાયુમાં સંક્રમણ

21. સાચા ઉકેલો. ઉકેલની સાંદ્રતા વ્યક્ત કરવાની રીતો. પદાર્થના દાઢ અને સમૂહ અપૂર્ણાંકની ગણતરી અને દ્રાવણમાં પદાર્થની દાઢ સાંદ્રતા.

સાચો ઉકેલ- આ એક પ્રકારનું દ્રાવણ છે જેમાં દ્રાવકના કણોનું કદ અત્યંત નાનું હોય છે અને દ્રાવકના કણોના કદ સાથે તુલનાત્મક હોય છે.

ત્યાં ઉકેલો છે વાયુયુક્ત(ગેસ મિશ્રણ), પ્રવાહીઅને સખત. વાયુયુક્ત દ્રાવણ હવા છે. સમુદ્રનું પાણી પાણીમાં ક્ષારનું મિશ્રણ છે - એક પ્રવાહી દ્રાવણ. સોલિડ સોલ્યુશન્સ - મેટલ એલોય. સોલ્યુશનમાં દ્રાવક અને દ્રાવક(ઓ)નો સમાવેશ થાય છે.

તેને ઉકેલ કહેવાયઘન અથવા પ્રવાહી સજાતીય સિસ્ટમ જેમાં બે અથવા વધુ ઘટક ભાગોનો સમાવેશ થાય છે.

દ્રાવક ગણવામાં આવે છે- એક પદાર્થ કે જે સોલ્યુશન અથવા પદાર્થ કે જે વોલ્યુમ અથવા સમૂહમાં મોટો હોય તેના એકત્રીકરણની સ્થિતિ નક્કી કરે છે.

ઉકેલોની સાંદ્રતા વ્યક્ત કરવાની પદ્ધતિઓ.

ઉકેલ એકાગ્રતા દ્રાવણ અથવા દ્રાવકના ચોક્કસ જથ્થા, દળ અથવા વોલ્યુમમાં દ્રાવ્યનો સમૂહ અથવા જથ્થો છે.

1) સમૂહ અપૂર્ણાંક ( wi ) સોલ્યુશનના 100 ગ્રામમાં સમાયેલ દ્રાવ્યનો સમૂહ છે.

2) મોલ ફ્રેક્શન (મોલ) - એક્સ i - સોલ્યુશનના 1 મોલમાં સમાવિષ્ટ ઘટકના મોલ્સની સંખ્યા.

3) મોલાલ એકાગ્રતા (મોલાલિટી) mi - 1 કિલો દ્રાવક [mol/kg] માં સમાયેલ દ્રાવ્યના મોલ્સની સંખ્યા.

4) દાઢ એકાગ્રતા સાથે i - 1 લિટર અથવા 1 dm3 દ્રાવણ [mol/l] માં સમાવિષ્ટ ઓગળેલા પદાર્થના મોલ્સની સંખ્યા.

કાર્ય 135.
સજાતીય સિસ્ટમ માટે સંતુલન સ્થિરાંકની ગણતરી કરો

જો રિએક્ટન્ટ્સની સંતુલન સાંદ્રતા (mol/l):
[SD] P = 0.004; [H 2 O] P = 0.064; [CO 2 ] P = 0.016; [H 2 ] p = 0.016,
પાણી અને COની પ્રારંભિક સાંદ્રતા શું છે? જવાબ: K = 1; ref = 0.08 mol/l; [CO]રેફ=0.02 મોલ/લિ.
ઉકેલ:
પ્રતિક્રિયા સમીકરણ છે:

CO (g) + H 2 O (g)  CO 2 (g) + H2 (g)

આ પ્રતિક્રિયા માટેના સમીકરણ સ્થિરમાં અભિવ્યક્તિ છે:

H 2 O અને CO પદાર્થોની પ્રારંભિક સાંદ્રતા શોધવા માટે, અમે ધ્યાનમાં લઈએ છીએ કે પ્રતિક્રિયા સમીકરણ મુજબ, 1 mol CO 2 અને 1 mol H 2 1 mol CO અને 1 mol H 2 O માંથી બને છે. કારણ કે, સમસ્યાની શરતો અનુસાર, સિસ્ટમના દરેક લિટરમાં 0.016 mol CO 2 અને 0.016 mol H 2 ની રચના કરવામાં આવી હતી, તેથી 0.016 mol CO અને H 2 O નો વપરાશ કરવામાં આવ્યો હતો, આમ, જરૂરી પ્રારંભિક સાંદ્રતા સમાન છે:

આઉટ = [H 2 O] P + 0.016 = 0.004 + 0.016 = 0.02 mol/l;
[CO] આઉટ = [CO] P + 0.016 = 0.064 + 0.016 = 0.08 mol/l.

જવાબ: Kp = 1;

ref = 0.08 mol/l; [CO] સંદર્ભ=0.02 મોલ/લિ.
કાર્ય 136.

સજાતીય સિસ્ટમનું સંતુલન સ્થિરાંક
ચોક્કસ તાપમાને 1 ની બરાબર છે. જો પ્રારંભિક સાંદ્રતા સમાન હોય તો તમામ પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થોની સંતુલન સાંદ્રતાની ગણતરી કરો: [CO] આઉટ = 0.10; [H 2 O] આઉટ = 0.40.
જવાબ: [CO 2 ] P = [H 2 ] P = 0.08; [CO] P = 0.02; [H 2 O] P = 0.32.
પ્રતિક્રિયા સમીકરણ છે:

ઉકેલ:

CO (g) + H 2 O (g)  CO 2 (g) + H 2 (g)

સંતુલન સમયે, આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દરો સમાન હોય છે, અને આ દરોના સ્થિરાંકોનો ગુણોત્તર સ્થિર હોય છે અને તેને આપેલ સિસ્ટમના સંતુલન સ્થિરાંક કહેવામાં આવે છે: અમે પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોમાંથી એકની સંતુલન સાંદ્રતા x mol/l દ્વારા સૂચવીએ છીએ, પછી બીજાની સંતુલન સાંદ્રતા પણ x mol/l હશે કારણ કે તે બંનેસમાન રકમ
. પ્રારંભિક પદાર્થોની સંતુલન સાંદ્રતા હશે:

[CO] રેફ = 0.10 – x mol/l; [H 2 O] સંદર્ભ = 0.40 - x mol/l. (પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનના x mol/l ની રચના માટે, અનુક્રમે CO અને H 2 O નો x mol/l વપરાશ થાય છે. સંતુલનની ક્ષણે, તમામ પદાર્થોની સાંદ્રતા (mol/l) હશે: [ CO 2 ] P = [H 2 ] P = x ; [CO] P = 0.10 - x [H 2 O] P = 0.4 – x;

અમે આ મૂલ્યોને સંતુલન સ્થિરાંકની અભિવ્યક્તિમાં બદલીએ છીએ:

સમીકરણ ઉકેલવાથી, આપણને x = 0.08 મળે છે. તેથી સંતુલન સાંદ્રતા (mol/l):
[CO 2 ] P = [H 2 ] P = x = 0.08 mol/l;
[H 2 O] P = 0.4 – x = 0.4 – 0.08 = 0.32 mol/l;

[CO] P = 0.10 – x = 0.10 – 0.08 = 0.02 mol/l.

કાર્ય 137.
ઉકેલ:
પ્રતિક્રિયા સમીકરણ છે:

ચોક્કસ તાપમાને સજાતીય સિસ્ટમ N 2 + ZN 2 = 2NH 3 નું સંતુલન સ્થિરાંક 0.1 છે. હાઇડ્રોજન અને એમોનિયાની સંતુલન સાંદ્રતા અનુક્રમે 0.2 અને 0.08 mol/l છે. સંતુલન અને પ્રારંભિક નાઇટ્રોજન સાંદ્રતાની ગણતરી કરો. જવાબ: P = 8 મોલ્સ/l;

સંદર્ભ = 8.04 mol/l.

N 2 + ZN 2 = 2NH 3

N2 ની પ્રારંભિક સાંદ્રતા શોધવા માટે, અમે ધ્યાનમાં લઈએ છીએ કે, પ્રતિક્રિયા સમીકરણ મુજબ, NH3 ના 1 મોલની રચના માટે N2 ના ½ છછુંદરની જરૂર છે. કારણ કે, સમસ્યાની પરિસ્થિતિઓ અનુસાર, સિસ્ટમના દરેક લિટરમાં NH 3 નું 0.08 mol રચાયું હતું, પછી 0.08 . 1/2 = 0.04 મોલ N 2. આમ, N 2 ની ઇચ્છિત પ્રારંભિક સાંદ્રતા બરાબર છે:

સંદર્ભ = P + 0.04 = 8 + 0.04 = 8.04 mol/l.

જવાબ: P = 8 મોલ્સ/l;

સંદર્ભ = 8.04 mol/l.
કાર્ય 138
ચોક્કસ તાપમાને, સજાતીય સિસ્ટમનું સંતુલન
જવાબ: [CO 2 ] P = [H 2 ] P = 0.08; [CO] P = 0.02; [H 2 O] P = 0.32.
2NO + O 2 ↔ 2NO 2 ની સ્થાપના નીચેના રિએક્ટન્ટ્સ (mol/l) ની સાંદ્રતા પર કરવામાં આવી હતી: p = 0.2; [O 2 ] p = 0.1;

p = 0.1. સંતુલન સ્થિરાંક અને NO અને O 2 ની પ્રારંભિક સાંદ્રતાની ગણતરી કરો. જવાબ: K = 2.5;

ref = 0.3 moles/l; [O 2 ] x = 0.15 mol/l છે.

પ્રતિક્રિયા સમીકરણ:
2NO + O 2 ↔ 2NO 2

જવાબ: NO અને O 2 ની પ્રારંભિક સાંદ્રતા શોધવા માટે, અમે ધ્યાનમાં લઈએ છીએ કે, પ્રતિક્રિયા સમીકરણ મુજબ, 2 mol NO 2 2 mol NO અને 1 mol O2 માંથી બને છે, પછી 0.1 mol NO અને 0.05 mol O 2 નો વપરાશ કરવામાં આવ્યો હતો. આમ, NO અને O 2 ની પ્રારંભિક સાંદ્રતા સમાન છે:

આઉટ = NO] p + 0.1 = 0.2 + 0.1 = 0.3 moles/l;
[O 2] આઉટ = [O 2 ] p + 0.05 = 0.1 + 0.05 = 0.15 mol/l.
કેપી = 2.5;
જવાબ: [CO 2 ] P = [H 2 ] P = 0.08; [CO] P = 0.02; [H 2 O] P = 0.32.
ref = 0.3 moles/l; [O 2 ] સંદર્ભ = 0.15 mol/l.

કાર્ય 139.

જ્યારે દબાણ બદલાય છે ત્યારે સિસ્ટમનું સંતુલન શા માટે બદલાય છે?

N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3 અને, શું N 2 + O 2  2NO સિસ્ટમનું સંતુલન શિફ્ટ થાય છે? દબાણ બદલતા પહેલા અને પછી આ સિસ્ટમોમાં ફોરવર્ડ અને રિવર્સ પ્રતિક્રિયાઓના દરની ગણતરીના આધારે તમારા જવાબને પ્રોત્સાહિત કરો. આ દરેક સિસ્ટમના સંતુલન સ્થિરાંકો માટે સમીકરણો લખો.

a) પ્રતિક્રિયા સમીકરણ:

N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3.< обр или (пр = k 3 )< (обр = k 2).

પ્રતિક્રિયાના સમીકરણ પરથી તે અનુસરે છે કે પ્રતિક્રિયા સિસ્ટમમાં વોલ્યુમમાં ઘટાડા સાથે આગળ વધે છે (વાયુ પદાર્થોના 4 મોલ્સમાંથી વાયુયુક્ત પદાર્થોના 2 મોલ્સ રચાય છે). તેથી, જ્યારે સિસ્ટમમાં દબાણ બદલાય છે, ત્યારે સંતુલનમાં ફેરફાર જોવા મળશે. જો તમે આ સિસ્ટમમાં દબાણ વધારશો, તો પછી, લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંત અનુસાર, સંતુલન જમણી તરફ, વોલ્યુમમાં ઘટાડો તરફ જશે. જ્યારે સિસ્ટમમાં સંતુલન જમણી તરફ જાય છે, ત્યારે આગળની પ્રતિક્રિયાનો દર વિપરીત પ્રતિક્રિયાના દર કરતા વધારે હશે:

pr > arr અથવા pr = k 3 > o r = k 2 .

પ્રતિક્રિયાના સમીકરણ પરથી તે અનુસરે છે કે જ્યારે પ્રતિક્રિયા થાય છે, ત્યારે તેની સાથે જથ્થામાં ફેરફાર થતો નથી, વાયુ પદાર્થોના મોલ્સની સંખ્યામાં ફેરફાર કર્યા વિના પ્રતિક્રિયા આગળ વધે છે. તેથી, સિસ્ટમમાં દબાણમાં ફેરફાર સંતુલનમાં ફેરફાર તરફ દોરી જશે નહીં, તેથી આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દરો સમાન હશે:

pr = arr = અથવા (pr k [O 2 ]) = (arr = k 2) .

કાર્ય 140.
એકસમાન પ્રણાલીમાં આઉટ અને [C1 2] ની પ્રારંભિક સાંદ્રતા
2NO + Cl 2 ↔ 2NOС1 અનુક્રમે 0.5 અને 0.2 mol/l છે. જો સંતુલન થાય ત્યાં સુધીમાં 20% NO એ પ્રતિક્રિયા આપી હોય તો સંતુલન સ્થિરાંકની ગણતરી કરો. જવાબ: 0.417.
ઉકેલ:
પ્રતિક્રિયા સમીકરણ છે: 2NO + Cl 2 ↔ 2NOС1
સમસ્યાની શરતો અનુસાર, 20% NO એ પ્રતિક્રિયા દાખલ કરી, જે 0.5 છે . 0.2 = 0.1 mol, અને 0.5 – 0.1 = 0.4 mol NO એ પ્રતિક્રિયા આપી નથી. પ્રતિક્રિયા સમીકરણ પરથી તે અનુસરે છે કે NO ના દરેક 2 મોલ માટે, Cl2 નો 1 મોલ વપરાય છે, અને NOCl ના 2 મોલ રચાય છે. પરિણામે, 0.1 mol NO સાથે, 0.05 mol Cl 2 એ પ્રતિક્રિયા આપી અને 0.1 mol NOCl ની રચના થઈ. 0.15 mol Cl 2 વણવપરાયેલું રહ્યું (0.2 – 0.05 = 0.15). આમ, સહભાગી પદાર્થોની સંતુલન સાંદ્રતા સમાન છે (mol/l):

પી = 0.4;

p = 0.15;

p = 0.1. આ પ્રતિક્રિયાનો સંતુલન સ્થિરાંક સમીકરણ દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે:માં અવેજીમાં