Latihan 5

1. Pertimbangkan sistem keseimbangan berikut:

(a) 2PbS(s) 1 3O₂₍g) Δ2PbO(s) 1 2SO₂(g)

(b) PCl₅(g) ΔPCl₃(g) 1 Cl₂(g)

Prediksi arah reaksi bersih dalam setiap kasus sebagai akibat dari peningkatan tekanan (penurunan volume) pada sistem pada suhu yang konstan.

Strategi

Perubahan tekanan hanya dapat mempengaruhi volume gas, tetapi bukan yang padat karena padatan (dan cairan) jauh lebih mudah dikompresi. Stres yang diterapkan adalah peningkatan tekanan. Menurut prinsip Le Châtelier, sistem akan menyesuaikan diri untuk mengimbangi sebagian stres ini. Dengan kata lain, sistem akan menyesuaikan diri untuk mengurangi tekanan. Ini dapat dicapai dengan bergeser ke sisi persamaan yang memiliki lebih sedikit mol gas. Ingat bahwa tekanan berbanding lurus dengan mol gas: PV = nRT jadi .

Solusi

(a) Pertimbangkan hanya molekul gas. Dalam persamaan seimbang, ada 3 mol reaktan gas dan 2 mol produk gas. Oleh karena itu, reaksi bersih akan bergeser ke arah produk (ke kanan) ketika tekanan meningkat.

(b) Jumlah mol produk adalah 2 dan reaktif adalah 1; oleh karena itu, reaksi bersih akan bergeser ke kiri, ke arah reaktif.

Cek

Dalam setiap kasus, prediksinya konsisten dengan prinsip Le Châtelier.

2. Campuran 0,500 mol H2 dan 0,500 mol I2 ditempatkan dalam termos stainless-steel 1,00-L pada suhu 430 °C. Kc konstanta keseimbangan untuk reaksi H₂(g) 1 I2(g) Δ2HI(g) adalah 54,3 pada suhu ini. Hitung konsentrasi H₂, I₂, dan HI pada keseimbangan.

Strategi

Kami diberi jumlah awal gas (dalam lalat) dalam wadah volume yang diketahui (dalam liter), sehingga kami dapat menghitung konsentrasi molar mereka. Karena awalnya tidak ada HI yang hadir, sistem tidak bisa berada pada keseimbangan. Oleh karena itu, beberapa H2 akan bereaksi dengan jumlah I2 yang sama (mengapa?) untuk membentuk HI sampai keseimbangan didirikan.

Solusi

Kami mengikuti prosedur sebelumnya untuk menghitung konsentrasi keseimbangan.

Langkah 1: Stoikiometri reaksi adalah 1 mol H₂ bereaksi dengan 1 mol I₂ untuk menghasilkan 2 mol HI. Biarkan x menjadi penipisan konsentrasi (mol/L) H₂dan I₂pada keseimbangan. Ini mengikuti bahwa konsentrasi keseimbangan HI harus 2x. Kami meringkas perubahan konsentrasi sebagai berikut:

Langkah 2: Konstanta keseimbangan diberikan oleh

Penggantian, kita mendapatkan

Mengambil akar kuadrat dari kedua belah pihak, kita mendapatkan

Langkah 3: Pada keseimbangan, konsentrasinya

Cek

Anda dapat memeriksa jawaban Anda dengan menghitung Kc menggunakan konsentrasi keseimbangan. Ingat bahwa Kc adalah konstan untuk reaksi tertentu pada suhu yang diberikan.

3. Pada 720 ° C, Kc konstan keseimbangan untuk reaksi

adalah 2,37 3 1023. Dalam percobaan tertentu, konsentrasi keseimbangan adalah [N2] 5 0,683 M, [H2] 5 8,80 M, dan [NH3] 5 1,05 M. Misalkan beberapa NH3 ditambahkan ke dalam campuran sehingga konsentrasinya ditingkatkan menjadi 3,65 M. (a) Gunakan prinsip Le Châtelier untuk memprediksi pergeseran arah reaksi bersih untuk mencapai keseimbangan baru. (b) Konfirmasi prediksi Anda dengan menghitung qc quotient reaksi dan membandingkan nilainya dengan Kc.

Strategi

(a) Apa stres yang diterapkan pada sistem? Bagaimana sistem menyesuaikan diri untuk mengimbangi stres? (b) Pada saat beberapa NH3 ditambahkan, sistem tidak lagi berada pada keseimbangan. Bagaimana kita menghitung Qc untuk reaksi pada saat ini? Bagaimana perbandingan Qc dengan Kc memberi tahu kita arah reaksi bersih untuk mencapai keseimbangan?

Solusi

(a) Stres yang diterapkan pada sistem adalah penambahan NH3. Untuk mengimbangi stres ini, beberapa NH3 bereaksi untuk menghasilkan N2 dan H2 sampai keseimbangan baru ditetapkan. Oleh karena itu, Reaksi bersih bergeser dari kanan ke kiri; Yaitu