Kafli 13

Hvarfið getur gengið bæði sem framhvarf og bakhvarf.

Þegar kerfi hefur náð jafnvægi verða engar frekari breytingar á styrk hvarfefna og myndefna. Framhvarf og bakhvarf halda áfram, en þau ganga jafnhratt.

Ekki endilega. Kerfi í jafnvægi einkennist af stöðugum styrk hvarfefna og myndefna, en styrkgildi hvarfefna og myndefna þurfa ekki að vera jöfn.

Jafnvægi getur ekki komist á milli vökvafasa og gasfasa ef tappinn er tekinn af flöskunni, þar sem kerfið er ekki lokað. Einn þáttur jafnvægisins, Br₂-gufan, myndi sleppa úr flöskunni þar til allur vökvinn væri horfinn. Þá myndi meiri vökvi gufa upp en gæti þést aftur úr gasfasa í vökvafasa.

(a) K_c = [Ag⁺][Cl⁻] < 1. AgCl er óleysanlegt og því er styrkur jónanna mun minni en 1 M. (b) K_c = 1/([Pb²⁺][Cl⁻]²) > 1 vegna þess að PbCl₂ er óleysanlegt og myndun fasta efnisins lækkar styrk jónanna niður á lágt gildi (<1 M).

Þar sem K_c = [C₆H₆]/[C₂H₂]³ þýðir gildið K_c ≈ 10 að C₆H₆ er ríkjandi yfir C₂H₂. Í slíku tilviki væri hvarfið viðskiptalega fýsilegt ef hraðinn að jafnvægi er hentugur.

K_c > 1

(a) Q_c = [CH₃Cl][HCl]/([CH₄][Cl₂]); (b) Q_c = [NO]²/([N₂][O₂]); (c) Q_c = [SO₃]²/([SO₂]²[O₂]); (d) Q_c = [SO₂]; (e) Q_c = 1/([P₄][O₂]⁵); (f) Q_c = [Br]²/[Br₂]; (g) Q_c = [CO₂]/([CH₄][O₂]²); (h) Q_c = [H₂O]⁵

(a) Q_c = 25, gengur til vinstri; (b) Q_p = 0,22, gengur til hægri; (c) Q_c er óskilgreint, gengur til vinstri; (d) Q_p = 1,00, gengur til hægri; (e) Q_p = 0, gengur til hægri; (f) Q_c = 4, gengur til vinstri

Kerfið hliðrast í átt að hvarfefnunum til að ná jafnvægi.

(a) einsleitt; (b) einsleitt; (c) einsleitt; (d) misleitt; (e) misleitt; (f) einsleitt; (g) misleitt; (h) misleitt

Þessi staða kemur upp í (a) og (b).

(a) K_p = 1,6 × 10⁻⁴; (b) K_p = 50,2; (c) K_c = 5,31 × 10⁻³⁹; (d) K_c = 4,60 × 10⁻³

K_p = P_H₂O = 0,042.

Q_c = [NH₄⁺][OH⁻]/[NH₃]

Magn CaCO₃ verður að vera svo lítið að P_CO₂ sé minna en K_p þegar CaCO₃ hefur sundrast að fullu. Með öðrum orðum getur upphafsmagn CaCO₃ ekki myndað að fullu þann P_CO₂ sem þarf fyrir jafnvægi.

Hægt er að nota vermibreytinguna. Ef efnahvarfið er útvermið má líta á varmann sem myndast sem myndefni. Ef efnahvarfið er innvermið má líta á viðbættan varma sem hvarfefni. Viðbótarvarmi hliðrar útvermnu efnahvarfi aftur að hvarfefnunum en hliðrar innvermnu efnahvarfi að myndefnunum. Kæling útvermins efnahvarfs veldur hliðrun að myndefnahliðinni; kæling innvermins efnahvarfs veldur hliðrun að hvarfefnahliðinni.

Nei, kerfið er ekki í jafnvægi. Þar sem kerfið er ekki lokað sleppa myndefni stöðugt burt frá loganum. Hvarfefnum er einnig stöðugt bætt við frá brennaranum og andrúmsloftinu umhverfis.

Bæta við N₂; bæta við H₂; minnka rúmmál ílátsins; hita blönduna.

(a) T hækkar = hliðrast til hægri, V minnkar = hliðrast til vinstri; (b) T hækkar = hliðrast til hægri, V = engin áhrif; (c) T hækkar = hliðrast til vinstri, V minnkar = hliðrast til vinstri; (d) T hækkar = hliðrast til vinstri, V minnkar = hliðrast til hægri.

(a) K_c = [CH₃OH]/([H₂]²[CO]); (b) [H₂] eykst, [CO] minnkar, [CH₃OH] eykst; (c) [H₂] eykst, [CO] minnkar, [CH₃OH] minnkar; (d) [H₂] eykst, [CO] eykst, [CH₃OH] eykst; (e) [H₂] eykst, [CO] eykst, [CH₃OH] minnkar; (f) engar breytingar.

(a) K_c = [CO][H₂]/[H₂O]; (b) [H₂O] engin breyting, [CO] engin breyting, [H₂] engin breyting; (c) [H₂O] minnkar, [CO] minnkar, [H₂] minnkar; (d) [H₂O] eykst, [CO] eykst, [H₂] minnkar; (e) [H₂O] minnkar, [CO] eykst, [H₂] eykst. Í (b), (c), (d) og (e) breytist massi kolefnis en styrkur þess, eða virkni, breytist ekki.

Aðeins (b)

Bæta skal NaCl eða öðru salti sem myndar Cl⁻ út í lausnina. Kæling lausnarinnar hliðrar jafnvæginu til hægri þannig að meira AgCl(s) fellur út.

Þótt lausnin sé mettuð þýðir kvikt eðli leysnijafnvægisins að andstæðu ferlin, leysing og útfelling fasta efnisins, halda áfram að eiga sér stað á sama hraða. Styrkur uppleystra jóna og magn óuppleysts fasts efnis haldast því stöðug. Geislavirku Ag⁺-jónirnar sem mælast í lausnarfasanum koma frá leysingu fasta efnisins sem var bætt við; á móti kemur útfelling ógeislavirks Ag⁺.

K_c = [C]²/([A][B]²). [A] = 0,1 M, [B] = 0,1 M, [C] = 1 M; og [A] = 0,01 M, [B] = 0,250 M, [C] = 0,791 M.

K_c = 6,00 × 10⁻²

K_c = 0,50

K_p = 1,9 × 10³

K_p = 3,06

(a) −2x, +2x; (b) 4/3x, −2/3x, −2x; (c) −2x, 3x; (d) x, −x, −3x; (e) +x; (f) −1/4x

Virkni hreinna kristallaðra fastra efna er jöfn 1 og er stöðug. Hins vegar breytist massi Ni.

[NH₃] = 9,1 × 10⁻² M

P_BrCl = 4,9 × 10⁻² atm

[CO] = 2,04 × 10⁻⁴ M

P_H₂O = 3,64 × 10⁻³ atm

Reiknaðu Q út frá reiknuðum styrk og athugaðu hvort það sé jafnt K_c. Þar sem Q er jafnt og 4,32 hlýtur kerfið að vera í jafnvægi.

(a) [NO₂] = 1,17 × 10⁻³ M; [N₂O₄] = 0,128 M. (b) Sú forsenda að x sé hverfandi lítið miðað við 0,129 er staðfest með því að bera upphafsstyrk N₂O₄ saman við styrk þess í jafnvægi; þeir eru aðeins ólíkir um 1 í minnsta marktæka tölustafnum.

(a) [H₂S] = 0,810 atm, [H₂] = 0,014 atm, [S₂] = 0,0072 atm. (b) Sú forsenda að 2x sé hverfandi lítið miðað við 0,824 er staðfest með því að bera upphafsstyrk H₂S saman við styrk þess í jafnvægi, 0,824 atm á móti 0,810 atm, sem er minni munur en 2%.

[PCl₅] = 1,80 M; [Cl₂] = 0,195 M; [PCl₃] = 0,195 M.

507 g

330 g

(a) 0,33 mól. (b) [CO₂] = 0,50 M. Viðbætt H₂ myndar dálítið vatn vegna hliðrunar til vinstri eftir að H₂ er bætt við.

(a) K_c = [NH₃]⁴[O₂]⁷/([NO₂]⁴[H₂O]⁶). (b) [NH₃] verður að aukast til að Q_c nái K_c. (c) Rúmmálsaukning kerfisins myndi lækka hlutþrýsting allra hvarfefna, þar á meðal NO₂. (d) P_O₂ = 49 torr

P_N₂O₃ = 1,90 atm og P_NO = P_NO₂ = 1,90 atm