بعض الحسابات المبنيّة على ثابت الاتزان

مثال (1):
أدخلت كمية من غاز النتروجين وغاز الهيدروجين في وعاء سعته (10) لترات، وسمح لهما بالتفاعل – عند 350‏ْس– حتى وصل التفاعل إلى حالة الاتزان:
وجد عند الاتزان أن عدد مولات النتروجين والهيدروجين والأمونيا هي ( 4.25) ، (5.75) ، (1.5) مول معلى الترتيب. احسب ثابت الاتزان للتفاعل المتزن عند 350‏ْس.

الحل: اكتب اولا تعبير ثابت الاتزان:

وقبل التعويض في العلاقة السابقة عليك حساب تراكيز المواد عند الاتزان (بالمول/لتر).

بالتعويض في تعبير ثابت الاتزان :

مثال (2):
أدخل 0.625 مول من N 2O 4 في إناء سعته 0.5 لتر، وترك ليتفكك – عند درجة حرارة معينة – إلى غاز NO 2، وعند الاتزان وجد أن الإناء يحتوي 0.5 مول من No 2 احسب ثابت الاتزان للتفاعل:

الحل : احسب أولاً تراكيز الغازات قبل التفاعل

يتضح من معادلة التفاعل الموزونة أن الزيادة في [NO 2] بمقدار 2 مول/ لتر يقابلها نقص في [N 2O 4] بمقدار (0.5× 2 مول/ لتر)، وبما أن الزيادة في [NO 2] = ا1 مول/ لتر، فإن[N 2O 4] ينقص بمقدار 0.5 مول/ لتر.
إذاً [N 2O 4] المتبقي = 1.25 – 0.5 = 0.75 مول/ لتر.
ولتسهيل الأمر تنظم التغيرات في تراكيز المواد في جدول كالآتي:
معادلة الاتزان

التراكيز قبل التفاعل (مول/لتر)
التغير في التركيز (مول/لتر)
التراكيز عند الاتزان (مول/لتر)
صفر
1
(صفر 1) = 1
1.25
-0.5
1.25 – 0.5 = 0.75

وبالتعويض في تعبير ثابت الاتزان :

في تجربة لتحلل غاز الفوسجين COCl 2 لتكوين CO ، Cl 2 ، أدخل (1) مول من COCl 2 – عند درجة حرارة معينة – في وعاء سعته (10) لترات، ووجد عند الاتزان أن الوعاء يحتوي على 0.2 مول من غاز Cl 2. احسب ثابت الاتزان (K C) للتفاعل الآتي:

2-حساب التراكيز عند الاتزان
يمكن حساب تراكيز مكونات التفاعل عند الاتزان بناء على معرفة ثابت الاتزان ومكوناته قبل التفاعل، وبالرجوع لمعادلته الموزونة كما يتضح في الأمثلة الآتية:
مثال (3):
عند ‏°425س كان ثابت الاتزان للتفاعل الآتي يساوي 46:

فإذ أدخل (1) مول من كل من H 2، I 2 في وعاء سعته 0.5 لتر عند 425‏ْس. احسب تركيز كل مادة مشتركة في التفاعل عند الاتزان.

الحل:
افترض أنه قد تقاعل س مول/ لتر من كل من H 2، I 2 فإنه ينتج 2س مول/ لتر من HI وفقاً لمعادلة التفاعل الموزونة. وهكذا، فإن (النقص) في تركيز كل من H 2، I 2 بمقدار س، تقابله زيادة في تركيز HI بمقدار 2س. وباستخدام الجدول:

معادلة الاتزان

التراكيز قبل التفاعل (مول/لتر)
التغير في التركيز (مول/لتر)
التراكيز عند الاتزان (مول/لتر)

صفر
2س
2س

– س
2-س

– س
2-س

وبالتعويض في تعبير ثابت الاتزان:

وبحساب الجذر التربيعي لكل من الطرفين تحصل على :
إذا س = 1.54 مول / لتر.
إذاً التراكيز عند الاتزان هي :
[H 2] =ا [I 2] =ا 2 – س = 2 – 1.54 = 0.46 مول / لتر
HI =ا 2س = 2 × 1.54 = 3.08 مول / لتر
مثال (4):
وضع 1.5 مول من غاز PCI 5 في دورق سعته 0.5 لتر، وعند تسخين الدورق عند 250‏ْس تحلل PCI 5وحدث الاتزان الممثل بالمعادلة الآتية :
فإذا علمت أن K C للتفاعل عند 250‏ْس =ا 1.8 فاحسب:
أ- تراكيز مكونات التفاعل (مول/ لتر) عند الاتزان ب-ت النسبة المئوية لتفكك PCl 5

الحل:
أ) تبين معادلة التفاعل المتزن أنه إذا تحلل PCl 5 بمقدار (س) مول/ لتر فإنه ينتج (س) مول/ لتر من Cl 2، (س) مول / لتر من PCl 3، وباستخدام الجدول:

معادلة الاتزان

التراكيز قبل التفاعل (مول/لتر)
التغير في التركيز (مول/لتر)
التراكيز عند الاتزان (مول/لتر)

صفر
س
س
صفر
س
س

-س
3-س