Opetus.tv PRO
Opetus.tv
Kemiallinen tasapaino
Kemiallinen reaktio
irreversiibeli eli palautumaton reaktio
2NaHCO_3(aq)\rightarrow Na_2CO_3(aq)+H_2O(g)+CO_2(g)
\Delta
\rightarrow
lähtöaineet reaktiotuotteet
CH_3COOH(l)+CH_3OH(l) \rightarrow CH_3COOCH_3(l) + H_2O(l)
CH_3COOCH_3(l)+H_2O(l)\rightarrow CH_3COOH(l)+CH_3OH(l)
H_2SO_4
H_2SO_4
CH_3COOH(l)+CH_3OH(l)
CH_3COOCH_3(l) + H_2O(l)
H_2SO_4
lähtöaineet reaktiotuotteet
reversiibeli eli palautuva reaktio
tapahtuu molempiin suuntiin!
Tasapainotila
CO_2(g)
CO_2(aq)
NaCl(s)
NaCl(aq)
H_2CO_3(aq)
H_2O(l) +CO_2(aq)
3H_2(g) + N_2(g)
2NH_3(g)
heterogeeninen tasapainotila
homogeeninen tasapainotila
vesi on liuotin!
Ammoniakkisynteesi
1800-luvulla maanviljely lisääntyi räjähdysmäisesti
tarve lannoitteille
1912 Haber etsi ammoniakin saantoprosenttiin vaikuttavia tekijöitä
Haber ja Bosch laajensivat ammoniakkisynteesin teollisuuteen sopivaksi
Haber - Bosch prosessi
sopiva katalyytti?
3H_2(g) + N_2(g)
2NH_3(g)
\Delta, Fe
3H_2(g) + N_2(g)
2NH_3(g)
3H_2(g) + N_2(g)
2NH_3(g)
Dynaaminen tasapainotila saavutetaan vain suljetussa systeemissä.
Dynaaminen tasapainotila
Reaktion tasapainovakio
A+B
C+D
v_e
v_p
v_e =k_e \cdot [A]\cdot [B]
v_p=k_p\cdot [C]\cdot [D]
etenevä reaktio
palautuva reaktio
v_e=v_p
k_e \cdot [A]\cdot [B]=k_p\cdot [C]\cdot [D]
\frac{k_e}{k_p}=\frac{[C]\cdot [D]}{[A]\cdot [B]}
K=
tasa-paino-vakio
tasapainovakion lauseke
aA+bB
cC+dD
K=\frac{[C]^c\cdot [D]^d}{[A]^a\cdot [B]^b}
massavaikutuksen laki
tasapainovakion yksikkö määräytyy lausekkeen muodon mukaan!
Esimerkki
3H_2(g) + N_2(g)
2NH_3(g)
K=\frac{[NH_3]^2}{[H_2]^3\cdot [N_2]}
=\frac{M^2}{M^3\cdot M}
=\frac{1}{M^2}
CH_3COOH(l)+CH_3OH(l)
CH_3COOCH_3(l) + H_2O(l)
H_2SO_4
=\frac{M\cdot M}{M\cdot M}
K=\frac{[CH_3COOCH_3]\cdot [H_2O]}{CH_3COOH]\cdot [CH_3OH]}
=1
yksikkö supistuu pois
Esimerkki
Kun typpidioksidi ja rikkidioksidi reagoivat keskenään, muodostuu typpimonoksidia ja rikkitrioksidia. Reaktio on reversiibeli.
NO_2(g) + SO_2(g)
NO(g)+SO_3(g)
Mikä on reaktion tasapainovakion arvo, jos tasapainotilassa yhden litran reaktioseoksessa on 1,0 moolia , 2,0 moolia , 8,6 moolia ja 8,6 moolia ?
NO_2
SO_2
NO
SO_3
Ratkaisu
K=\frac{[NO][SO_3]}{[NO_2][SO_2]}
=\frac{8,6 M \cdot 8,6 M}{1,0 M \cdot 2,0 M}
=\frac{73,96M^2}{2M^2}
=36,98
Mikä tasapainovakio olisi, jos tilavuus olisikin 2 tai 16 litraa?
Tilavuudella ei ole väliä, koska konsentraatiot supistuvat pois.
KE5/1: Kemiallinen tasapaino
By Opetus.tv
