Qualcuno sarebbe abbastanza gentile da aiutarmi con questo esercizio: 2 "SO" _3 (g) -> 2 "SO" _2 (g) + "O" _2 (g)?

La reazione reversibile gassosa in esame a 1500K è:

# 2SO_3 (g) rightleftharpoons2SO_2 (g) + O_2 (g) #

Qui è anche dato questo # SO_3 (g) e SO_2 (g) # sono introdotti ad un volume costante di 300 torr e 150 torr rispettivamente. Poiché la pressione di un gas è proporzionale al numero di moli quando il loro volume e la loro temperatura sono costanti. Quindi possiamo dire che il rapporto tra il numero di moli di # SO_3 (g) e SO_2 (g) # è introdotto #300:150=2:1#. Lascia che siano # # 2x mol e #X# mol

Ora scrivi il Tabella ICE

#color (blu) (2SO_3 (g) "" "" rightleftharpoons "" 2SO_2 (g) "" + "" O_2 (g)) #

#color (rosso) (I) "" 2x "" mol "" "" "" "" "" x "mol" "" "" "" "" 0 "mol" #

#color (rosso) (C) -2alphax "" mol "" "" + 2alphax "mol" "" "" "" alphax "mol" #

#color (rosso) (E) "" (1-alpha) 2x "" mol "" (1 + 2alpha) x "mol" "" "" "" alphax "mol" #

dove #alfa# rappresenta il grado di dissociazione a 1500K

Così all'equilibrio il numero totale di moli di gas componenti nella miscela di reazione è # (2-2alpha + 1 + 2alpha + alfa) x = (3 + alfa) x #

È anche dato che all'equilibrio c'è la pressione della miscela di reattivo # 550 "Torr" #.

Ora rapporto della pressione totale con la pressione iniziale di # SO_2 (g) # dovrebbe essere uguale al rapporto tra il rispettivo numero di moli.

Così # (550 "tor") / (150 "tor") = ((3 + alpha) x) / x #

# => Alpha + 3 = 11/3 #

# => Alpha = 11 / 3-3 = 2/3 #

Ora calcolando frazione molare dei gas componenti all'equilibrio

#chi_ (SO_3 (g)) = ((1-alfa) 2x) / ((3 + alfa) x) = ((1-2 / 3) 2) / ((3 + 2/3)) = 2 / 11 #

#chi_ (SO_2 (g)) = ((1 + 2alfa) x) / ((3 + alfa) x) = (1 + 4/3) / ((3 + 2/3)) = 7/11 #

#chi_ (O_2 (g)) = (Alphax) / ((3 + alfa) x) = (2/3) / ((3 + 2/3)) = 2/11 #

Se P è la pressione totale della miscela di reazione in equilibrio il pressioni parziali dei gas componenti sarà

#p_ (SO_3 (g)) = chi_ (SO_3 (g)) xxP = (2P) / 11 #

#p_ (SO_2 (g)) = chi_ (SO_2 (g)) xxP = (7P) / 11 #

#p_ (O_2 (g)) = chi_ (O_2 (g)) xxP = (2P) / 11 #

Ora calcolo di #color (rosso) (K_p) #

# K_p = (pf (SO_2 (g)) ^ 2xxp_ (O_2 (g))) / (pf (SO_3 (g)) ^ 2) = (((7P) / 11) ^ 2xx (2P) / 11) / ((2P) / 11) ^ 2 #

# => K_p = (49P) / 22 #

Ma dato un valore di # P = 550 "torr" = 550 / 760atm = 55 / 76atm #

Così # => K_p = (49xx55) / (22xx76) ~~ 1.61atm #

Ora calcolo di #color (blu) (K_C) #

Conosciamo la relazione

#color (verde) (K_p = K_C (RT) ^ (Deltana)) #

dove # Deltan = "numero totale di moli di gas del prodotto" - "numero totale di moli di gas reagenti" #

# => Deltana = (2 + 1) -2 = 1 #

Così # K_C = K_p / (RT) #

Qui # R = 0.082LatmK ^ -1mol ^ -1 #

E # T = 1500K #

Inserendo questi valori otteniamo

#color (blu) (K_C) = 1.61 / (0.082xx1500) = 1.31xx10 ^ -2 #

Ecco un altro modo per farlo. La tua reazione è stata:

# 2 "SO" _3 (g) rightleftharpoons 2 "SO" _2 (g) + "O" _2 (g) #

Dato che hai un volume costante, e dato che la temperatura è assunta costante (dato che non ti vengono date due temperature), puoi aspettarti che il cambiamento in moli di gas si riferisce principalmente al cambiamento di pressione, intendendo che

#P = P_1 + P_2 +… #, La legge di Dalton sulle pressioni parziali,

si applica, e la pressione di equilibrio data è la totale pressione di tutti i gas nella miscela.

Compilare una tabella ICE fornisce:

# "" "" "" 2 "SO" _3 (g) rightleftharpoons 2 "SO" _2 (g) "" + "" "O" _2 (g) #

# "I" "" "" "300 torr" "" "" "150 torr" "" "" "" "" "0 torr" #

# "C" "" "" "-2x torr" "" "" "+ 2x torr" "" "" "" "+ x torr" #

# "E" "" "" "300-2x torr" "" "150 + 2x torr" "" "" "x torr" #

Ricorda che il cambiamento di pressione includerà il coefficienti stechiometrici di fronte alla molecola nella reazione equilibrata.

Ma dal momento che sai che la pressione di equilibrio è stata # "550 torr" #, puoi usare la legge di Dalton sulle pressioni parziali:

#P = (300 - 2x) + (150 + 2x) + x = 550 #

#P = 450 + x = 550 #

#color (verde) (x = "100 torr") #

Questo ti dà ogni pressione parziale di equilibrio come:

#P_ (SO_3) = 300 - 2 (100) = "100 torr" #

#P_ (SO_2) = 150 + 2 (100) = "350 torr" #

#P_ (O_2) = "100 torr" #

Nota che se ottieni una pressione negativa, significa che hai mescolato le pressioni parziali di # "SO" _2 # e # "SO" _3 #. se non ottieni il giusto # # K_P, potrebbe anche essere dovuto al fatto che i coefficienti stechiometrici non sono stati incorporati nel # # K_P espressione.

Il #color (blu) (K_P) # è poi:

#K_P = (P_ (SO_2) ^ 2P_ (O_2)) / (P_ (SO_3) ^ 2) #

# = (("350 torr") ^ 2 ("100 torr")) / (("100 torr") ^ 2) #

#=# # "1225 torr" #

Convertire in #"ATM"# dividendo per # "760 torr / atm" # ottenere #color (blu) ("1.6118 atm") #.

Richiama questo #K_P = K_C * (RT) ^ (Deltan_ "gas") #. Poiché le moli di gas sono cambiate da 2 a 2 + 1 = 3, lo diciamo #Deltan_ "gas" = 1 #. Perciò:

#color (blu) (K_C) = ("1.61 atm") / (("0.082057 L" cdot "atm / mol" cdot "K") ("1500 K")) #

# = 0.013095 = colore (blu) (1,31 xx 10 ^ (- 2) "mol / L") #

anche se tende a essere segnalato senza unità. Spero che sia d'aiuto!