การคำนวณหาค่าคงที่สมดุล

งานนำเสนอเรื่อง: "การคำนวณหาค่าคงที่สมดุล"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 การคำนวณหาค่าคงที่สมดุล
หลักการคำนวณหาค่าคงที่สมดุลและความเข้มข้นของแต่ละสารที่ ภาวะสมดุล 1. จะต้องเขียนสมการเคมีจากโจทย์ให้ถูกต้องและทำสมการให้สมดุลเสียก่อน ดังนี้ N2(g) + 3H2(g) NH3(g) 2. เขียนค่าคงที่สมดุลจากสมการในข้อ 1 ให้ถูกต้อง K =

2 3. หาความเข้มข้นของแต่ละสารที่ภาวะสมดุล โดยอาศัยหลักการดังนี้
3.1 หาจำนวนโมลเริ่มต้น ซึ่งดูจากหัวข้อที่โจทย์ให้มา ทำให้เป็นโมล/ลิตรเสมอ 3.2 หาจำนวนโมลที่เปลี่ยนไป ซึ่งดูจากสมการ และให้จำนวนโมลที่สลายออกเป็นลบ ส่วนจำนวนโมลที่เกิดขึ้นเป็นบวก 3.3 หาจำนวนโมลที่ภาวะสมดุล ซึ่งเกิดจากข้อ (3.1) และ (3.2) ดังนี้

3 A B C D โมล/ลิตร เริ่มต้น a b – – โมล/ลิตร เปลี่ยน x x x x โมล/ลิตร สมดุล (a – x) (b – 2x) x x หมายเหตุ ความเข้มข้นของสาร [ ] ต้องทำเป็น โมล/ลิตรเสมอ

4 1. ระบบหนึ่งประกอบด้วย PCl3 (g) PCl5 (g) และ Cl2 (g) เมื่อทำ
พบว่าที่ภาวะสมดุลมี PCl5 เข้มข้น 1.5 โมล/ลิตร PCl3 เข้มข้น 0.2 โมล/ลิตร และ Cl โมล/ลิตร จงคำนวณหาค่าคงที่สมดุล วิธีทำ K = = = โมล/ลิตร

5 2. เมื่อนำ H2 และ I2 อย่างละ 1 โมลใส่ลงในภาชนะจุ 10 ลิตร ที่ 5200C และปล่อยให้ถึงภาวะสมดุล พบว่าที่ภาวะสมดุลทีมี HI อยู่ 1.60 โมล ให้คำนวณหาค่า K วิธีทำ สมมติให้ X เป็นจำนวนโมลของ H2 ที่ใช้ไป ซึ่งเท่ากับจำนวน โมลของ I2 ที่ใช้ไป H2 (g) I2 (g) HI (g) เริ่มต้น โมล โมลที่เปลี่ยน -x -x +2x โมล ที่สมดุล x 1-x +2x โมล

6 โจทย์กำหนดให้โมล HI ที่มีอยู่ในภาวะสมดุลเท่ากับ 1.60 โมล/10 ลิตร
หรือ 0.16 โมล/ลิตร = 2x คำนวณหาค่า x ได้เท่ากับ = 2x x = โมล H2 และ I2 ที่เหลืออยู่ที่ภาวะสมดุล = x = = โมล/ปริมาตร 10 ลิตร หรือ = โมล/ลิตร

7 จาก K = = =

8 3. ให้พิจารณาระบบของปฏิกิริยาต่อไปนี้
N2 (g) + O2 (g) NO (g) K = ที่ C กำหนดจำนวนโมลของ N2 เท่ากับจำนวนโมลของ O2 เท่ากับ 1.62 โมล บรรจุอยู่ในภาชนะ 2.00 ลิตร จงหาความเข้มข้นของ N2 O2 และ NO ที่เปลี่ยนไป วิธีทำ สมมติให้ค่าจำนวนโมลที่ N2 ใช้ไปเท่ากับ x โมล N2 (g) O2 (g) NO (g) เริ่มต้น โมล โมลที่เปลี่ยนไป -x -x +2x โมล ที่สมดุล x x x โมล

9 K = = = = x =

10 ดังนั้น N2 ถูกใช้ไป = โมล [N2] = = โมล/ลิตร O2 ถูกใช้ไป = โมล [O2] = = โมล/ลิตร NO ที่เกิดขึ้น = 2 x โมล[NO] = = โมล/ลิตร

11 4. ภาวะสมดุลของปฏิกิริยา N2 (g) + O2 (g) 2NO (g)
K = พบว่า [N2] = [O2] = โมล/ลิตร และ [NO] = โมล/ลิตร เมื่อเติมก๊าซ N2 ลงไป จนกระทั่งความเข้มข้นของ N2 เป็น 1.00 โมล/ลิตร ให้ คำนวณความเข้มข้นของสารทั้ง 3 ตัวที่ภาวะสมดุลใหม่ วิธีทำ สมมติให้ค่าจำนวนโมลที่ N2 ใช้ไปเท่ากับ x โมล N2 (g) O2 (g) NO (g) เริ่มต้น โมล/ลิตร เมื่อเติม N โมล/ลิตร โมลที่เปลี่ยนไป -x x +2x โมล/ลิตร ที่สมดุล x x x โมล/ลิตร

12 K = = (0.22+2x)2 = (1.00-x) (0.70-X) x + 4x2 = ( x + x2) 3.90x x = 0 x = = หรือ ค่าลบใช้ไม่ได้ ดังนั้น x = โมล/ลิตร

13 [N2] = x = = โมล/ลิตร [O2] = x = = โมล/ลิตร [NO] = x = (2x0.02) = โมล/ลิตร หมายเหตุ การแก้สมการหาค่า x ในสมการข้อนี้ ใช้สมการ ควอดราติก ax2 + bx + c = 0 x =