Keq గణనలు మరియు ప్రతిచర్య దిశ | HSC రసాయన శాస్త్రం
సమతుల్య స్థిరాంకాలను ఎలా లెక్కించాలో, ICE పట్టికలను ఉపయోగించి తెలియని సమతుల్య సాంద్రతలను ఎలా కనుగొనాలో మరియు Qc ను Keq తో పోల్చి ప్రతిచర్య దిశను ఎలా అంచనా వేయాలో నేర్చుకోండి. పరిష్కరించిన ఉదాహరణలు, వివరణాత్మక సమాధానాలతో కూడిన సవాలుతో కూడిన HSC తరహా ప్రశ్నలు ఇందులో ఉన్నాయి.
ఒక మూసివేసిన ఫ్లాస్క్‌లో హైడ్రోజన్, అయోడిన్ మరియు హైడ్రోజన్ అయోడైడ్ ఉన్నాయి. ఈ ఉష్ణోగ్రత వద్ద సమతుల్య స్థిరాంకం \(K_c=49\). ఒక నిర్దిష్ట క్షణంలో వాటి సాంద్రతలు ఇలా ఉన్నాయి:
- \([\ce{H2}]=0.20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{I2}]=0.20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{HI}]=1.0\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
రెండు ప్రతిచర్యకారకాలలో ఏదానికన్నా హైడ్రోజన్ అయోడైడ్ సాంద్రత ఎక్కువగా ఉంది. హైడ్రోజన్ అయోడైడ్ విచ్ఛిన్నమై మరింత హైడ్రోజన్ మరియు అయోడిన్‌ను ఏర్పరుస్తుందని మీరు అంచనా వేస్తారా?
వాస్తవానికి, ప్రతిచర్య ముందుదిశగా సాగుతుంది. ఫలితంగా మరింత హైడ్రోజన్ అయోడైడ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది.
దీనికి కారణం, సమతుల్యత అనేది ఏ పదార్థం సాంద్రత ఎక్కువగా ఉందనే దానిపై కాకుండా, సాంద్రతల మధ్య ఉండాల్సిన ఒక నిర్దిష్ట నిష్పత్తిపై ఆధారపడి ఉండటమే. ఈ ప్రతిచర్యలో హైడ్రోజన్ అయోడైడ్ సాంద్రతను వర్గం చేయాలి:
\[ \frac{[\ce{HI}]^2}{[\ce{H2}][\ce{I2}]} = \frac{(1.0)^2}{(0.20)(0.20)} =25 \]
ప్రస్తుతం ఈ నిష్పత్తి 25గా ఉంది. అయితే మిశ్రమం సమతుల్యతలో ఉండాలంటే అది 49కు చేరుకోవాలి. ముందుదిశలో జరిగే ప్రతిచర్య ఈ నిష్పత్తిని పెంచి, వ్యవస్థను సమతుల్యత వైపు నడిపిస్తుంది.
ఇదే \(K_{eq}\) గణించడం మరియు ప్రతిచర్య ఏ దిశలో సాగుతుందో అంచనా వేయడం వెనుక ఉన్న ప్రధాన భావన. ప్రతిచర్యకు అవసరమైన నిష్పత్తి ఏమిటో తెలుసుకోవాలి, ప్రస్తుతం ఉన్న నిష్పత్తిని లెక్కించాలి, ఆపై ఈ రెండింటిని పోల్చాలి.
01సమతుల్య స్థిరాంకం వాస్తవానికి దేనిని కొలుస్తుంది?
ఒక కార్డియల్ పానీయం తయారు చేస్తున్నట్లు ఊహించుకోండి. ఒక వంటకానికి ఒక భాగం కార్డియల్‌కు నాలుగు భాగాల నీరు అవసరం కావచ్చు. కార్డియల్ కంటే నీరు ఎక్కువగా ఉందని తెలుసుకోవడం మాత్రమే ఆ మిశ్రమం సరైన గాఢతలో ఉందో లేదో చెప్పదు. ఆ నిష్పత్తిని సూచించిన వంటకంతో పోల్చాలి.
సమతుల్య స్థిరాంకం కూడా ఇదే విధంగా పనిచేస్తుంది. ఒక ప్రతిచర్య సమతుల్యతను చేరుకున్నప్పుడు ఉత్పత్తులు మరియు ప్రతిచర్యకారకాల సాంద్రతల మధ్య ఉండే నిర్దిష్ట నిష్పత్తిని ఇది వివరిస్తుంది.
ఒక సాధారణ ప్రత్యావర్తన ప్రతిచర్యకు:
\[ aA+bB\rightleftharpoons cC+dD \]
సమతుల్య స్థిరాంక వ్యక్తీకరణ:
\[ K_c=\frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b} \]
ప్రతి చిహ్నానికి ఒక నిర్దిష్ట అర్థం ఉంది:
- \(K_c\) అనేది సాంద్రతలను ఉపయోగించి లెక్కించిన సమతుల్య స్థిరాంకం.
- చతురస్ర కుండలీకరణాలు సమతుల్య సాంద్రతలను సూచిస్తాయి. వీటిని \(\mathrm{mol\,L^{-1}}\) లో కొలుస్తారు.
- \(a,b,c,d\) అనేవి సమతుల్య రసాయన సమీకరణంలోని గుణకాలు.
- ఉత్పత్తులు లవంలో ఉంటాయి.
- ప్రతిచర్యకారకాలు హారంలో ఉంటాయి.
ఇక్కడ ముఖ్యమైన విషయం ఏమిటంటే, సమతుల్య రసాయన సమీకరణమే వ్యక్తీకరణలోని ఘాతాలను నిర్ణయిస్తుంది.
ఒక గుణకం 2 అయితే, ఆ సాంద్రతను వర్గం చేయాలి. గుణకం 3 అయితే, ఆ సాంద్రతను ఘనం చేయాలి.
ఉదాహరణకు, ఈ ప్రతిచర్యను పరిశీలించండి:
\[ \ce{2SO2(g) + O2(g) <=> 2SO3(g)} \]
దీని సమతుల్య వ్యక్తీకరణ:
\[ K_c=\frac{[\ce{SO3}]^2} {[\ce{SO2}]^2[\ce{O2}]} \]
\(\ce{SO2}\) మరియు \(\ce{SO3}\) లకు ఉన్న 2 అనే గుణకం ఘాతంగా మారిందని గమనించండి. వాటి సాంద్రతలను 2తో గుణించకూడదు.
గుర్తుంచుకోవాల్సిన మరో రెండు నియమాలు ఉన్నాయి:
- స్వచ్ఛమైన ఘన పదార్థాలు మరియు స్వచ్ఛమైన ద్రవాలు సమతుల్య వ్యక్తీకరణలలో చేర్చబడవు. వాటి సాంద్రతలు స్థిరంగా ఉంటాయి.
- సమతుల్య సాంద్రతలను మాత్రమే \(K_c\) లో ప్రతిక్షేపించవచ్చు. మీకు ప్రారంభ సాంద్రతలు మాత్రమే ఇచ్చినట్లయితే, ముందుగా సమతుల్య సాంద్రతలను లెక్కించాలి.
HSC గణనల కోసం, సాంద్రతలను \(\mathrm{mol\,L^{-1}}\) లో ఉపయోగించండి. సమతుల్య స్థిరాంకాన్ని సాధారణంగా అందరికీ వర్తించే ఒక నిర్దిష్ట ఏకకం లేకుండా సంఖ్యా విలువగా తెలియజేస్తారు.
సమతుల్య రసాయన సమీకరణాల నుంచి వ్యక్తీకరణలను రాయడం ఇంకా కొంత కొత్తగా అనిపిస్తే, సజాతీయ ప్రతిచర్యల కోసం సమతుల్య వ్యక్తీకరణలు ను పునశ్చరణ చేయండి.
02సమతుల్య సాంద్రతల నుంచి Keq గణించడం
ఒక ప్రశ్నలో సమతుల్యత వద్ద ఉన్న అన్ని పదార్థాల సాంద్రతలను ఇచ్చినప్పుడు, \(K_{eq}\) గణించడం చాలా సులభం.
మీరు చేయాల్సినవి:
- సమతుల్య రసాయన సమీకరణాన్ని రాయండి.
- సమతుల్య వ్యక్తీకరణను రూపొందించండి.
- సమతుల్య సాంద్రతలను ప్రతిక్షేపించండి.
- సంఖ్యా విలువను లెక్కించండి.
పరిష్కరించిన ఉదాహరణ: సల్ఫర్ ట్రైఆక్సైడ్ ఏర్పడటానికి Keq గణించడం
ఈ ప్రతిచర్యకు:
\[ \ce{2SO2(g) + O2(g) <=> 2SO3(g)} \]
సమతుల్య సాంద్రతలు:
- \([\ce{SO2}]=0.20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{O2}]=0.10\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{SO3}]=0.40\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
\(K_c\) ను లెక్కించండి.
దశ 1
\[ K_c=\frac{[\ce{SO3}]^2} {[\ce{SO2}]^2[\ce{O2}]} \]
దశ 2
\[ K_c=\frac{(0.40)^2} {(0.20)^2(0.10)} \]
దశ 3
\[ K_c=\frac{0.160}{0.0040} \]
\[ \boxed{K_c=40.0} \]
ఈ ఉష్ణోగ్రత వద్ద సమతుల్యతలో ఉత్పత్తులు ఎక్కువగా ఏర్పడటానికి అనుకూలత ఉందని 40 అనే విలువ సూచిస్తుంది.
అయితే, దీని అర్థం ప్రతిచర్య పూర్తిగా జరిగిపోయిందని కాదు. కొంత సల్ఫర్ డైఆక్సైడ్ మరియు ఆక్సిజన్ ఇంకా ఉంటాయి.
అలాగే, ఘాతాలు ఎంత ముఖ్యమైనవో గమనించండి. ఏదైనా ఒక సాంద్రతను వర్గం చేయడం మర్చిపోతే, మీకు తప్పుడు సమాధానం వస్తుంది.
03ICE పట్టికను ఉపయోగించి తెలియని సమతుల్య సాంద్రతను కనుగొనడం
కొన్ని సందర్భాల్లో, ఒక ప్రశ్నలో ప్రారంభ సాంద్రతలు మరియు \(K_{eq}\) విలువ ఇచ్చి, సమతుల్యత వద్ద ఒక పదార్థం సాంద్రతను లెక్కించమని అడగవచ్చు.
ప్రారంభ సాంద్రతలను నేరుగా సమతుల్య వ్యక్తీకరణలో ప్రతిక్షేపించలేరు.
దానికి బదులుగా, ప్రతిచర్య కొనసాగుతున్నప్పుడు సాంద్రతలు ఎలా మారుతాయో లెక్కించాలి.
ఇక్కడ ICE పట్టిక ఉపయోగపడుతుంది.
ICE అంటే:
- I – Initial (ప్రారంభం): ప్రారంభ సాంద్రతలు.
- C – Change (మార్పు): ప్రతిచర్య కొనసాగుతున్నప్పుడు ప్రతి సాంద్రతలో వచ్చే మార్పు.
- E – Equilibrium (సమతుల్యత): సమతుల్యత ఏర్పడిన తర్వాత ఉండే తుది సాంద్రతలు.
మార్పు వరుసను రాసేటప్పుడు సమతుల్య రసాయన సమీకరణంలోని గుణకాలను ఉపయోగించడం చాలా ముఖ్యం.
ఉదాహరణకు:
\[ \ce{H2(g) + I2(g) <=> 2HI(g)} \]
వినియోగించబడే ప్రతి 1 మోల్ హైడ్రోజన్‌కు, 1 మోల్ అయోడిన్ కూడా వినియోగించబడుతుంది. అదే సమయంలో 2 మోల్ హైడ్రోజన్ అయోడైడ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది.
అందువల్ల, హైడ్రోజన్ సాంద్రత \(x\) మేర తగ్గితే, అయోడిన్ సాంద్రత కూడా \(x\) మేర తగ్గుతుంది. అయితే హైడ్రోజన్ అయోడైడ్ సాంద్రత \(2x\) మేర పెరుగుతుంది.
పరిష్కరించిన ఉదాహరణ: Keq ఉపయోగించి సమతుల్య సాంద్రతలను లెక్కించడం
ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ఈ ప్రతిచర్యకు:
\[ \ce{H2(g) + I2(g) <=> 2HI(g)} \]
సమతుల్య స్థిరాంకం \(K_c=9.0\).
ప్రారంభ సాంద్రతలు:
- \([\ce{H2}]=1.00\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{I2}]=1.00\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{HI}]=0.00\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
ప్రతి పదార్థం యొక్క సమతుల్య సాంద్రతను లెక్కించండి.
దశ 1
ప్రారంభంలో హైడ్రోజన్ అయోడైడ్ లేనందున, ప్రతిచర్య ముందుదిశగా సాగుతుంది.
వినియోగించబడిన హైడ్రోజన్ సాంద్రతను సూచించడానికి \(x\) ను ఉపయోగిద్దాం.
| \(\ce{H2}\) | \(\ce{I2}\) | \(\ce{HI}\) | |
|---|---|---|---|
| ప్రారంభం (M) | 1.00 | 1.00 | 0.00 |
| మార్పు (M) | \(-x\) | \(-x\) | \(+2x\) |
| సమతుల్యత (M) | \(1.00-x\) | \(1.00-x\) | \(2x\) |
\(+2x\) చాలా ముఖ్యమైనది. వినియోగించబడిన హైడ్రోజన్ పరిమాణానికి రెండింతల హైడ్రోజన్ అయోడైడ్‌ను సమతుల్య రసాయన సమీకరణం ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
దశ 2
ఈ ప్రతిచర్యకు:
\[ K_c=\frac{[\ce{HI}]^2} {[\ce{H2}][\ce{I2}]} \]
ICE పట్టికలోని విలువలను ప్రతిక్షేపిస్తే:
\[ 9.0=\frac{(2x)^2} {(1.00-x)(1.00-x)} \]
సరళీకరిస్తే:
\[ 9.0=\frac{4x^2}{(1-x)^2} \]
దశ 3
ధన వర్గమూలాన్ని తీసుకుంటే:
\[ 3=\frac{2x}{1-x} \]
పునర్వ్యవస్థీకరిస్తే:
\[ 3(1-x)=2x \]
\[ 3-3x=2x \]
\[ 5x=3 \]
\[ x=0.60 \]
దశ 4
సమతుల్య వరుసలో \(x=0.60\) ను ప్రతిక్షేపించండి.
హైడ్రోజన్ కోసం:
\[ [\ce{H2}]=1.00-0.60=0.40\ \mathrm{M} \]
అయోడిన్ కోసం:
\[ [\ce{I2}]=1.00-0.60=0.40\ \mathrm{M} \]
హైడ్రోజన్ అయోడైడ్ కోసం:
\[ [\ce{HI}]=2(0.60)=1.20\ \mathrm{M} \]
అందువల్ల:
\[ \boxed{[\ce{H2}]=0.40\ \mathrm{M}} \]
\[ \boxed{[\ce{I2}]=0.40\ \mathrm{M}} \]
\[ \boxed{[\ce{HI}]=1.20\ \mathrm{M}} \]
ఈ విలువలను తిరిగి సమతుల్య వ్యక్తీకరణలో ప్రతిక్షేపించి సమాధానాన్ని తనిఖీ చేయవచ్చు:
\[ K_c=\frac{(1.20)^2}{(0.40)(0.40)} =\frac{1.44}{0.16}=9.0 \]
లెక్కించిన సాంద్రతలు ఇచ్చిన సమతుల్య స్థిరాంకానికి సరిపోతున్నాయి.
చివరిగా ఒక విషయాన్ని గుర్తుంచుకోండి: సమతుల్యత అంటే ప్రతిచర్య ఆగిపోయిందని కాదు. ముందుదిశ మరియు వెనుకదిశ ప్రతిచర్యలు ఇంకా జరుగుతూనే ఉంటాయి. అయితే అవి సమాన వేగాలతో జరుగుతాయి. అందుకే సాంద్రతలు స్థిరంగా ఉంటాయి.
04Q మరియు Keq ఉపయోగించి ప్రతిచర్య దిశను అంచనా వేయడం
ఇప్పుడు మరో రకమైన ప్రశ్నను పరిశీలించండి.
ఒక ప్రతిచర్యకు సమతుల్య స్థిరాంకం మరియు ప్రస్తుతం ఉన్న ప్రతిచర్య మిశ్రమంలోని సాంద్రతలు మీకు ఇవ్వబడ్డాయి. ప్రతిచర్య ముందుకు సాగుతుందా లేదా వెనుకకు సాగుతుందా అనేది నిర్ణయించాలి.
ఇక్కడ ప్రతిచర్య భాగఫలం \(Q_c\) ఉపయోగపడుతుంది.
ప్రతిచర్య భాగఫలం, \(K_c\) వలెనే అదే వ్యక్తీకరణను ఉపయోగిస్తుంది. అయితే వీటి మధ్య ఒక ముఖ్యమైన తేడా ఉంది:
- \(K_c\) సమతుల్య సాంద్రతలను ఉపయోగిస్తుంది.
- వ్యవస్థ సమతుల్యతలో ఉందా లేదా అనే దానితో సంబంధం లేకుండా, \(Q_c\) ప్రస్తుత క్షణంలో ఉన్న సాంద్రతలను ఉపయోగిస్తుంది.
ఒక సాధారణ ప్రతిచర్యకు:
\[ aA+bB\rightleftharpoons cC+dD \]
ప్రతిచర్య భాగఫలం:
\[ Q_c=\frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b} \]
\(Q_c\) ను లెక్కించిన తర్వాత, దానిని \(K_c\) తో పోల్చాలి.
మూడు సాధ్యమైన ఫలితాలు ఉన్నాయి.
| పోలిక | నికర ప్రతిచర్య దిశ | ఏమి జరుగుతుంది? |
|---|---|---|
| \(Q_c<K_c\) | ముందుదిశ (కుడివైపు) | మరిన్ని ఉత్పత్తులు ఏర్పడతాయి. |
| \(Q_c>K_c\) | వెనుకదిశ (ఎడమవైపు) | మరిన్ని ప్రతిచర్యకారకాలు ఏర్పడతాయి. |
| \(Q_c=K_c\) | నికర మార్పు ఉండదు | వ్యవస్థ సమతుల్యతలో ఉంటుంది. |
దీని వెనుక ఉన్న తర్కం చాలా సులభం.
\(Q_c\), \(K_c\) కంటే తక్కువగా ఉంటే, ప్రస్తుత మిశ్రమంలో ఉత్పత్తులు-ప్రతిచర్యకారకాల నిష్పత్తి సమతుల్యతకు అవసరమైన నిష్పత్తి కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. ముందుదిశ ప్రతిచర్య ఈ నిష్పత్తిని పెంచుతుంది.
\(Q_c\), \(K_c\) కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, మిశ్రమంలో నిష్పత్తి అవసరమైన దానికంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. వెనుకదిశ ప్రతిచర్య ఈ నిష్పత్తిని తగ్గిస్తుంది.
ఈ రెండూ సమానంగా ఉంటే, వ్యవస్థ ఇప్పటికే సమతుల్యతలో ఉంది.
పరిష్కరించిన ఉదాహరణ: ప్రతిచర్య దిశను నిర్ణయించడం
ఈ ప్రతిచర్యను పరిశీలించండి:
\[ \ce{CO(g) + Cl2(g) <=> COCl2(g)} \]
ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద, \(K_c=5.0\).
ప్రస్తుత సాంద్రతలు:
- \([\ce{CO}]=0.20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{Cl2}]=0.10\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{COCl2}]=0.30\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
ప్రతిచర్య ఏ దిశలో సాగుతుందో నిర్ణయించండి.
దశ 1
\[ Q_c=\frac{[\ce{COCl2}]} {[\ce{CO}][\ce{Cl2}]} \]
దశ 2
\[ Q_c=\frac{0.30}{(0.20)(0.10)} \]
దశ 3
\[ Q_c=\frac{0.30}{0.020} \]
\[ Q_c=15 \]
దశ 4
\[ Q_c=15>K_c=5.0 \]
అందువల్ల, ప్రతిచర్య వెనుకదిశలో సాగుతుంది.
కార్బొనైల్ క్లోరైడ్ వినియోగించబడుతూ, వ్యవస్థలో మరింత కార్బన్ మోనాక్సైడ్ మరియు క్లోరిన్ వాయువు ఉత్పత్తి అవుతాయి.
ఇక్కడ ఒక ఆసక్తికరమైన విషయాన్ని గమనించండి: కార్బొనైల్ క్లోరైడ్ వ్యక్తిగత సాంద్రత అత్యధికంగా ఉన్న పదార్థం అయినప్పటికీ, ప్రతిచర్య వెనుకదిశలో సాగుతుంది. ప్రతిచర్య దిశ వ్యక్తిగత సాంద్రతల సాధారణ పోలికపై కాకుండా, సమతుల్య వ్యక్తీకరణలోని నిష్పత్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
05సాంద్రతలు లేదా ఘనపరిమాణం మారినప్పుడు Keq కు ఏమవుతుంది?
HSC ప్రశ్నల్లో తరచుగా గందరగోళానికి గురిచేసే మరో అంశం ఇది.
ఒక వ్యవస్థ మొదట సమతుల్యతలో ఉందని అనుకుందాం. మీరు మరింత ప్రతిచర్యకారకాన్ని జోడిస్తారు, కొంత ఉత్పత్తిని తొలగిస్తారు లేదా వాయు మిశ్రమం ఘనపరిమాణాన్ని మారుస్తారు.
సాంద్రతలు మారుతాయి. అందువల్ల ప్రతిచర్య భాగఫలం కూడా మారుతుంది.
అయితే, ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా ఉన్నంత వరకు, సమతుల్య స్థిరాంకం మారదు.
దీనివల్ల మీరు అనుసరించగల ఒక నమ్మదగిన పద్ధతి లభిస్తుంది:
- మార్పు జరిగిన వెంటనే ఏర్పడిన కొత్త సాంద్రతలను లెక్కించండి.
- ఆ సాంద్రతలను ప్రతిచర్య భాగఫల వ్యక్తీకరణలో ప్రతిక్షేపించండి.
- కొత్త \(Q_c\) ను మార్పు చెందని \(K_c\) తో పోల్చండి.
- నికర ప్రతిచర్య దిశను అంచనా వేయండి.
ఉదాహరణకు, ఒక వాయు సమతుల్య మిశ్రమం ఘనపరిమాణాన్ని దాని అసలు ఘనపరిమాణంలో సగానికి కుదిస్తే, కుదింపు సమయంలో ఎటువంటి ప్రతిచర్య జరగలేదని భావించినప్పుడు, ప్రతి వాయువు సాంద్రత రెట్టింపు అవుతుంది.
అయితే, దీనివల్ల \(Q_c\) తప్పనిసరిగా మారకుండా ఉంటుందని కాదు.
ఎందుకు? ఎందుకంటే సాంద్రతలు లవం మరియు హారంలో వేర్వేరు ఘాతాలతో ఉంటాయి.
\(\ce{2NO2(g) <=> N2O4(g)}\) ప్రతిచర్యకు:
\[ Q_c=\frac{[\ce{N2O4}]}{[\ce{NO2}]^2} \]
రెండు సాంద్రతలను రెట్టింపు చేస్తే, లవం రెట్టింపు అవుతుంది. కానీ హారం నాలుగు రెట్లు పెరుగుతుంది. అందువల్ల ప్రతిచర్య భాగఫలం దాని అసలు విలువలో సగానికి తగ్గుతుంది.
అందుకే కేవలం మాటల ద్వారా ప్రతిచర్య దిశను అంచనా వేయడానికి ప్రయత్నించడం కంటే, \(Q_c\) ను లెక్కించడం చాలా సందర్భాల్లో మరింత నమ్మదగిన పద్ధతి.
06Keq గణనల్లో సాధారణంగా జరిగే తప్పులు
| పొరపాటు | దానికి బదులుగా ఏమి చేయాలి |
|---|---|
| \(K_c\) గణించడానికి ప్రారంభ సాంద్రతలను ఉపయోగించడం | సమతుల్య సాంద్రతలను ఉపయోగించండి లేదా ముందుగా ICE పట్టికతో వాటిని లెక్కించండి. |
| సాంద్రతలను వాటి గుణకాలతో గుణించడం | సాంద్రతలను వాటి గుణకాలకు సమానమైన ఘాతాలకు పెంచండి. |
| ప్రతిచర్య దిశను అంచనా వేయడానికి వ్యక్తిగత సాంద్రతలను పోల్చడం | \(Q_c\) ను లెక్కించి, దానిని \(K_c\) తో పోల్చండి. |
| పెద్ద \(K_c\) విలువ ఉంటే ప్రతిచర్య పూర్తయిందని భావించడం | సమతుల్యతలో ప్రతిచర్యకారకాలు మరియు ఉత్పత్తులు రెండూ ఉండవచ్చని గుర్తుంచుకోండి. |
| ప్రతిచర్యకారకాన్ని జోడించిన తర్వాత లేదా ఘనపరిమాణాన్ని మార్చిన తర్వాత \(K_c\) ను మార్చడం | ఉష్ణోగ్రత మారితే తప్ప \(K_c\) స్థిరంగా ఉంటుంది. |
| మార్పు జరిగిన తర్వాత అసలు సాంద్రతలనే ఉపయోగించడం | \(Q_c\) ను లెక్కించే ముందు కొత్త సాంద్రతలను లెక్కించండి. |
07ప్రశ్నలు మరియు పరిష్కారాలు
క్రింది ప్రశ్నలు సులభమైన సమతుల్య గణనల నుంచి ICE పట్టికలు, ప్రతిచర్య భాగఫలాలు మరియు సమతుల్య వ్యవస్థలో మార్పులను కలిపి ఉపయోగించే మరింత క్లిష్టమైన సమస్యల వరకు క్రమంగా సాగుతాయి.
ప్రశ్న 1
ఈ సమతుల్య ప్రతిచర్యను పరిశీలించండి:
\[ \ce{PCl5(g) <=> PCl3(g) + Cl2(g)} \]
ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద సమతుల్య సాంద్రతలు:
- \([\ce{PCl5}]=0.40\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{PCl3}]=0.20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{Cl2}]=0.20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
\(K_{eq}\) ను లెక్కించి, సమతుల్యత వద్ద ప్రతిచర్యలో ఏ వైపు అనుకూలంగా ఉంటుందో తెలియజేయండి.
పరిష్కారం 1
\(K_{eq}=0.10\), కాబట్టి సమతుల్యత వద్ద ప్రతిచర్యకారకాల వైపు అనుకూలంగా ఉంటుంది.
ముందుగా సమతుల్య వ్యక్తీకరణను రాయండి:
\[ K_c=\frac{[\ce{PCl3}][\ce{Cl2}]} {[\ce{PCl5}]} \]
సమతుల్య సాంద్రతలను ప్రతిక్షేపించండి:
\[ K_c=\frac{(0.20)(0.20)}{0.40} \]
\[ K_c=\frac{0.040}{0.40} \]
\[ \boxed{K_c=0.10} \]
సమతుల్య స్థిరాంకం 1 కంటే తక్కువగా ఉన్నందున, సమతుల్యత ప్రతిచర్యకారకాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.
దీని అర్థం ఫాస్ఫరస్ ట్రైక్లోరైడ్ లేదా క్లోరిన్ అసలు ఉండవని కాదు. సమతుల్య స్థితి ప్రతిచర్యకారకాల వైపుకు అనుకూలంగా ఉందని మాత్రమే దీని అర్థం.
ప్రశ్న 2
ఈ సమతుల్య ప్రతిచర్యను పరిశీలించండి:
\[ \ce{CO(g) + Cl2(g) <=> COCl2(g)} \]
ఒక స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద, \(K_c=5.0\).
ఒక ప్రతిచర్య పాత్రలో ప్రారంభంలో ఉన్న సాంద్రతలు:
- \([\ce{CO}]=0.60\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{Cl2}]=0.40\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{COCl2}]=0.20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
ప్రతి పదార్థం యొక్క సమతుల్య సాంద్రతను లెక్కించండి.
పరిష్కారం 2
సమతుల్య సాంద్రతలు CO కోసం \(0.40\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\), Cl2 కోసం \(0.20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\), COCl2 కోసం \(0.40\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\).
ముందుగా ప్రారంభ ప్రతిచర్య భాగఫలాన్ని కనుగొనండి:
\[ Q_c=\frac{0.20}{(0.60)(0.40)} \]
\[ Q_c=0.833 \]
\(Q_c<K_c\) అయినందున, ప్రతిచర్య ముందుదిశలో సాగుతుంది.
వినియోగించబడిన CO మరియు Cl2 సాంద్రతలను సూచించడానికి \(x\) ను ఉపయోగిద్దాం.
ICE పట్టికను రూపొందించండి:
| \(\ce{CO}\) | \(\ce{Cl2}\) | \(\ce{COCl2}\) | |
|---|---|---|---|
| ప్రారంభం (M) | 0.60 | 0.40 | 0.20 |
| మార్పు (M) | \(-x\) | \(-x\) | \(+x\) |
| సమతుల్యత (M) | \(0.60-x\) | \(0.40-x\) | \(0.20+x\) |
సమతుల్య సాంద్రతలను వ్యక్తీకరణలో ప్రతిక్షేపించండి:
\[ 5.0=\frac{0.20+x} {(0.60-x)(0.40-x)} \]
హారాన్ని విస్తరించండి:
\[ 5.0=\frac{0.20+x} {0.24-x+x^2} \]
పునర్వ్యవస్థీకరిస్తే:
\[ 0.20+x=1.20-5x+5x^2 \]
\[ 5x^2-6x+1=0 \]
కారకాలుగా విడగొట్టండి:
\[ (5x-1)(x-1)=0 \]
అందువల్ల:
\[ x=0.20\quad\text{లేదా}\quad x=1.00 \]
రెండవ పరిష్కారం భౌతికంగా సాధ్యం కాదు. ఎందుకంటే దాని వల్ల CO మరియు Cl2 యొక్క సాంద్రతలు ప్రతికూల విలువలుగా మారతాయి.
అందువల్ల:
\[ x=0.20 \]
ఈ విలువను సమతుల్య వరుసలో ప్రతిక్షేపించండి:
\[ [\ce{CO}]=0.60-0.20=0.40\ \mathrm{M} \]
\[ [\ce{Cl2}]=0.40-0.20=0.20\ \mathrm{M} \]
\[ [\ce{COCl2}]=0.20+0.20=0.40\ \mathrm{M} \]
సమతుల్య స్థిరాంకాన్ని తనిఖీ చేయండి:
\[ K_c=\frac{0.40}{(0.40)(0.20)} =5.0 \]
లెక్కించిన సాంద్రతలు ఇచ్చిన సమతుల్య స్థిరాంకానికి సరిపోతున్నాయి.
ప్రశ్న 3
హేబర్ ప్రక్రియను పరిశీలించండి:
\[ \ce{N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)} \]
\(450^\circ\mathrm{C}\) వద్ద సమతుల్య స్థిరాంకం \(K_c=8.0\).
ఒక ప్రతిచర్య మిశ్రమంలో ప్రస్తుతం ఉన్న సాంద్రతలు:
- \([\ce{N2}]=0.25\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{H2}]=0.50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{NH3}]=0.40\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
\(Q_c\) ను లెక్కించి, ప్రతిచర్య యొక్క నికర దిశను నిర్ణయించండి.
అమ్మోనియా సాంద్రతను నేరుగా నైట్రోజన్ సాంద్రతతో పోల్చడం ద్వారా అంచనా వేయడం ఎందుకు నమ్మదగిన పద్ధతి కాదో వివరించండి.
పరిష్కారం 3
ప్రతిచర్య ముందుదిశలో సాగి, మరింత అమ్మోనియాను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
ముందుగా ప్రతిచర్య భాగఫల వ్యక్తీకరణను రాయండి:
\[ Q_c=\frac{[\ce{NH3}]^2} {[\ce{N2}][\ce{H2}]^3} \]
ప్రస్తుత సాంద్రతలను ప్రతిక్షేపించండి:
\[ Q_c=\frac{(0.40)^2} {(0.25)(0.50)^3} \]
లెక్కించండి:
\[ Q_c=\frac{0.160}{(0.25)(0.125)} \]
\[ Q_c=\frac{0.160}{0.03125} \]
\[ Q_c=5.12 \]
దీనిని సమతుల్య స్థిరాంకంతో పోల్చండి:
\[ 5.12<8.0 \]
అందువల్ల:
\[ \boxed{Q_c<K_c} \]
నికర ప్రతిచర్య ముందుదిశలో సాగి, మరింత అమ్మోనియాను ఏర్పరుస్తుంది.
అమ్మోనియా సాంద్రత నైట్రోజన్ సాంద్రత కంటే ఎక్కువగా ఉందని గమనించి, వ్యవస్థలో ఉత్పత్తి అధికంగా ఉందని భావించడం ఇక్కడ జరిగే సాధారణ పొరపాటు.
అయితే, సమతుల్య వ్యక్తీకరణలో హైడ్రోజన్ సాంద్రతను ఘనం చేయాలి. ఈ నిష్పత్తికి మూడు సాంద్రతలూ దోహదం చేస్తాయి.
రెండు వ్యక్తిగత సాంద్రతలను పోల్చడం ద్వారా కాకుండా, పూర్తి వ్యక్తీకరణను ఉపయోగించి వ్యవస్థను అంచనా వేయాలి.
ప్రశ్న 4
ఈ సమతుల్య ప్రతిచర్యను పరిశీలించండి:
\[ \ce{2NO2(g) <=> N2O4(g)} \]
ఒక స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ఒక ప్రతిచర్య పాత్ర మొదట ఈ సాంద్రతలతో సమతుల్యతలో ఉంది:
- \([\ce{NO2}]=0.40\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
- \([\ce{N2O4}]=0.16\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
ప్రతిచర్య స్పందించడానికి సమయం లభించే ముందే, పాత్ర ఘనపరిమాణాన్ని అకస్మాత్తుగా దాని అసలు విలువలో సగానికి కుదిస్తారు.
కొత్త ప్రతిచర్య భాగఫలాన్ని లెక్కించి, ప్రతిచర్య ఏ దిశలో సాగుతుందో అంచనా వేయండి.
ప్రతి వాయువు సాంద్రత రెట్టింపు అయినప్పటికీ, కుదింపు వల్ల ప్రతిచర్య భాగఫలం ఎందుకు మారుతుందో వివరించండి.
పరిష్కారం 4
ప్రతిచర్య ముందుదిశలో మారి, మరింత \(\ce{N2O4}\) ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
ముందుగా అసలు సమతుల్య స్థిరాంకాన్ని లెక్కించండి:
\[ K_c=\frac{[\ce{N2O4}]}{[\ce{NO2}]^2} \]
\[ K_c=\frac{0.16}{(0.40)^2} \]
\[ K_c=\frac{0.16}{0.16}=1.0 \]
ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా ఉంటుంది కాబట్టి, \(K_c\) విలువ 1.0గానే ఉంటుంది.
ఘనపరిమాణం సగానికి తగ్గినప్పుడు, ప్రతి వాయువు సాంద్రత వెంటనే రెట్టింపు అవుతుంది.
అందువల్ల:
\[ [\ce{NO2}]=0.80\ \mathrm{M} \]
\[ [\ce{N2O4}]=0.32\ \mathrm{M} \]
కొత్త ప్రతిచర్య భాగఫలాన్ని లెక్కించండి:
\[ Q_c=\frac{0.32}{(0.80)^2} \]
\[ Q_c=\frac{0.32}{0.64} \]
\[ Q_c=0.50 \]
విలువలను పోల్చండి:
\[ Q_c=0.50<K_c=1.0 \]
అందువల్ల, ప్రతిచర్య ముందుదిశలో సాగుతుంది.
ఇక్కడ ముఖ్యమైన విషయం ఏమిటంటే, ప్రతి సాంద్రతను రెట్టింపు చేసినంత మాత్రాన ప్రతిచర్య భాగఫలం మారకుండా ఉండదు.
\([\ce{N2O4}]\) యొక్క గుణకం 1 కాబట్టి లవం రెట్టింపు అవుతుంది.
అయితే \([\ce{NO2}]\) వర్గంలో ఉన్నందున హారం నాలుగు రెట్లు పెరుగుతుంది.
దీని ఫలితంగా, \(Q_c\) దాని అసలు విలువలో సగానికి తగ్గుతుంది.
నైట్రోజన్ డైఆక్సైడ్ యొక్క రెండు అణువులు వినియోగించబడి, ఒక డైనైట్రోజన్ టెట్రాక్సైడ్ అణువు ఏర్పడుతుంది. తక్కువ వాయు కణాలు ఉన్న వైపుకు కుదింపు అనుకూలంగా ఉంటుందనే అంచనాతో ఇది కూడా సరిపోతుంది.
ప్రశ్న 5
ఈ సమతుల్య ప్రతిచర్యను పరిశీలించండి:
\[ \ce{2NO2(g) <=> N2O4(g)} \]
\(1.00\ \mathrm{L}\) ప్రారంభ ఘనపరిమాణం కలిగిన ఒక మూసివేసిన పాత్ర, స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద సమతుల్యతలో ఉంది.
దాని సమతుల్య సాంద్రతలు:
\[ [\ce{NO2}]=1.00\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
\[ [\ce{N2O4}]=1.00\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
పాత్రలో క్రింది మార్పులు జరుగుతాయి:
- ఒక పిస్టన్ పాత్రను వేగంగా \(2.00\ \mathrm{L}\) ఘనపరిమాణానికి విస్తరిస్తుంది. ఆ తర్వాత పిస్టన్‌ను బిగించి స్థిరపరుస్తారు. ఈ విస్తరణ సమయంలో ఎటువంటి ప్రతిచర్య జరగదు.
- ఒక ఆదర్శ ఎంపికాత్మక ఉచ్చు \(\ce{N2O4}\) ను తొలగించి, దాని సాంద్రతను \(0.11\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) కు తగ్గిస్తుంది. ఈ ఉచ్చు ఎటువంటి \(\ce{NO2}\) ను తొలగించదు.
ఇప్పుడు \(2.00\ \mathrm{L}\) స్థిర ఘనపరిమాణం వద్ద తిరిగి సమతుల్యత ఏర్పడటానికి ప్రతిచర్యను అనుమతిస్తారు.
క్రింది ప్రశ్నలకు సమాధానాలు ఇవ్వండి:
(a) అసలు సాంద్రతలను ఉపయోగించి సమతుల్య స్థిరాంకం \(K_c\) ను లెక్కించండి.
(b) విస్తరణ జరిగిన వెంటనే, కానీ ఎంపికాత్మక ఉచ్చు పనిచేయడానికి ముందు, \(Q_c\) ను లెక్కించండి. ఈ దశలో ప్రతిచర్య దిశను అంచనా వేయండి.
(c) ఎంపికాత్మక ఉచ్చు పనిచేసిన తర్వాత కొత్త \(Q_c\) ను లెక్కించండి. ఇప్పుడు నికర ప్రతిచర్య దిశను అంచనా వేయండి.
(d) \(\ce{NO2}\) మరియు \(\ce{N2O4}\) యొక్క తుది సమతుల్య సాంద్రతలను లెక్కించండి. గణితపరంగా లభించే రెండు పరిష్కారాలలో ఒకటి మాత్రమే భౌతికంగా ఎందుకు సాధ్యమో వివరించండి.
పరిష్కారం 5
ఎంపికాత్మక ఉచ్చు పనిచేసిన తర్వాత, ప్రతిచర్య ముందుదిశలో సాగుతుంది. తుది సమతుల్య సాంద్రతలు \([\ce{NO2}]=0.40\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) మరియు \([\ce{N2O4}]=0.16\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\).
ఈ ప్రశ్న కొంత క్లిష్టమైనది. ఎందుకంటే వరుసగా జరిగే రెండు మార్పులు ప్రతిచర్య భాగఫలంపై వ్యతిరేక ప్రభావాలను చూపుతాయి.
మొదటి మార్పు జరిగిన తర్వాత వచ్చిన ఫలితమే తుది ప్రతిచర్య దిశను నిర్ణయిస్తుందని భావించకుండా, ప్రతి మార్పు తర్వాత \(Q_c\) ను లెక్కించాలి.
భాగం (a): అసలు సమతుల్య స్థిరాంకాన్ని లెక్కించండి.
సమతుల్య వ్యక్తీకరణ:
\[ K_c=\frac{[\ce{N2O4}]}{[\ce{NO2}]^2} \]
అసలు సమతుల్య సాంద్రతలను ప్రతిక్షేపించండి:
\[ K_c=\frac{1.00}{(1.00)^2} \]
\[ \boxed{K_c=1.00} \]
ఉష్ణోగ్రత మారదు కాబట్టి, ఈ విలువ స్థిరంగానే ఉంటుంది.
భాగం (b): విస్తరణ జరిగిన వెంటనే Q ను లెక్కించండి.
ఘనపరిమాణం \(1.00\ \mathrm{L}\) నుంచి \(2.00\ \mathrm{L}\) కు పెరుగుతుంది.
ప్రతిచర్య వాయువుల మోల్ సంఖ్యలు ఇంకా మారలేదు కాబట్టి, రెండు సాంద్రతలూ సగానికి తగ్గుతాయి.
అందువల్ల:
\[ [\ce{NO2}]=0.50\ \mathrm{M} \]
\[ [\ce{N2O4}]=0.50\ \mathrm{M} \]
ప్రతిచర్య భాగఫలాన్ని లెక్కించండి:
\[ Q_c=\frac{0.50}{(0.50)^2} \]
\[ Q_c=2.00 \]
పోల్చండి:
\[ Q_c=2.00>K_c=1.00 \]
విస్తరణ జరిగిన వెంటనే, ప్రతిచర్య వెనుకదిశలో సాగి మరింత నైట్రోజన్ డైఆక్సైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
ఎందుకంటే ఎక్కువ వాయు కణాలు ఉన్న వైపుకు విస్తరణ అనుకూలంగా ఉంటుంది.
అయితే, ఇది ప్రతిచర్య యొక్క తుది దిశ కాదు.
భాగం (c): ఎంపికాత్మక ఉచ్చు పనిచేసిన తర్వాత Q ను లెక్కించండి.
ఉచ్చు \(\ce{N2O4}\) ను మాత్రమే తొలగించి, దాని సాంద్రతను \(0.11\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) కు తగ్గిస్తుంది.
నైట్రోజన్ డైఆక్సైడ్ సాంద్రత \(0.50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) గానే ఉంటుంది.
అందువల్ల:
\[ Q_c=\frac{0.11}{(0.50)^2} \]
\[ Q_c=\frac{0.11}{0.25} \]
\[ Q_c=0.44 \]
పోల్చండి:
\[ Q_c=0.44<K_c=1.00 \]
ఇప్పుడు ప్రతిచర్య ముందుదిశలో సాగి, మరింత డైనైట్రోజన్ టెట్రాక్సైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
ఈ ప్రశ్నలో ఇది అత్యంత కీలకమైన మార్పు.
విస్తరణ మొదట వెనుకదిశ ప్రతిచర్యకు అనుకూలంగా ఉన్నప్పటికీ, తగినంత ఉత్పత్తిని తొలగించడం వల్ల ప్రతిచర్య భాగఫలం సమతుల్య స్థిరాంకం కంటే తక్కువకు తగ్గింది.
గతంలో జరిగిన మార్పు తర్వాత అంచనా వేసిన దిశపై కాకుండా, ప్రస్తుత సాంద్రతలపై నికర ప్రతిచర్య దిశ ఆధారపడి ఉంటుంది.
భాగం (d): తుది సమతుల్య సాంద్రతలను లెక్కించండి.
ఉచ్చు పనిచేసిన తర్వాత, తదుపరి సమతుల్య గణన కోసం ప్రారంభ సాంద్రతలు:
\[ [\ce{NO2}]=0.50\ \mathrm{M} \]
\[ [\ce{N2O4}]=0.11\ \mathrm{M} \]
ప్రతిచర్య ముందుదిశలో సాగుతుంది:
\[ \ce{2NO2(g) <=> N2O4(g)} \]
ఏర్పడిన \(\ce{N2O4}\) సాంద్రతను సూచించడానికి \(x\) ను ఉపయోగిద్దాం.
ICE పట్టికను రూపొందించండి:
| \(\ce{NO2}\) | \(\ce{N2O4}\) | |
|---|---|---|
| ప్రారంభం (M) | 0.50 | 0.11 |
| మార్పు (M) | \(-2x\) | \(+x\) |
| సమతుల్యత (M) | \(0.50-2x\) | \(0.11+x\) |
సమతుల్య సాంద్రతలను వ్యక్తీకరణలో ప్రతిక్షేపించండి:
\[ 1.00=\frac{0.11+x}{(0.50-2x)^2} \]
పునర్వ్యవస్థీకరించండి:
\[ (0.50-2x)^2=0.11+x \]
విస్తరించండి:
\[ 0.25-2x+4x^2=0.11+x \]
పదాలను ఒక వైపుకు చేర్చండి:
\[ 4x^2-3x+0.14=0 \]
ద్విఘాత సూత్రాన్ని ఉపయోగించండి:
\[ x=\frac{3\pm\sqrt{(-3)^2-4(4)(0.14)}}{2(4)} \]
\[ x=\frac{3\pm\sqrt{6.76}}{8} \]
\[ x=\frac{3\pm2.60}{8} \]
దీని ద్వారా రెండు గణితపరమైన పరిష్కారాలు లభిస్తాయి:
\[ x=0.050\quad\text{లేదా}\quad x=0.70 \]
రెండవ పరిష్కారం అసాధ్యం.
\(x=0.70\) అయితే, నైట్రోజన్ డైఆక్సైడ్ యొక్క సమతుల్య సాంద్రత:
\[ [\ce{NO2}]=0.50-2(0.70) \]
\[ [\ce{NO2}]=-0.90\ \mathrm{M} \]
ప్రతికూల సాంద్రత భౌతికంగా అసాధ్యం. అంతేకాకుండా, పాత్రలో అందుబాటులో ఉన్న పరిమాణం కంటే ఎక్కువ నైట్రోజన్ డైఆక్సైడ్ ప్రతిచర్యలో వినియోగించబడాల్సి వస్తుంది.
అందువల్ల, చెల్లుబాటు అయ్యే ఏకైక పరిష్కారం:
\[ x=0.050 \]
తుది సమతుల్య సాంద్రతలను లెక్కించండి.
నైట్రోజన్ డైఆక్సైడ్ కోసం:
\[ [\ce{NO2}]=0.50-2(0.050) \]
\[ \boxed{[\ce{NO2}]=0.40\ \mathrm{mol\,L^{-1}}} \]
డైనైట్రోజన్ టెట్రాక్సైడ్ కోసం:
\[ [\ce{N2O4}]=0.11+0.050 \]
\[ \boxed{[\ce{N2O4}]=0.16\ \mathrm{mol\,L^{-1}}} \]
చివరిగా, సమతుల్య స్థిరాంకాన్ని తనిఖీ చేయండి:
\[ K_c=\frac{0.16}{(0.40)^2} \]
\[ K_c=\frac{0.16}{0.16}=1.00 \]
తుది సాంద్రతలు అసలు సమతుల్య స్థిరాంకానికి సరిపోతున్నాయి.
వరుసగా జరిగే మార్పులు ఒక సమతుల్య వ్యవస్థలోని కూర్పును మార్చడం ద్వారా, ప్రతిచర్య దిశను కూడా మార్చగలవనేది ఇక్కడ నేర్చుకోవాల్సిన ముఖ్యమైన పాఠం. మొదటి మార్పు తర్వాత ఏమి జరిగిందో మాత్రమే గుర్తుంచుకోవడం సరిపోదు. మీరు పరిశీలిస్తున్న సమయంలో ఉన్న సాంద్రతలను ఉపయోగించి మళ్లీ \(Q_c\) ను లెక్కించాలి.
08తరువాత ఏమి నేర్చుకోవాలి?
ఇప్పుడు మీరు సమతుల్య వ్యక్తీకరణలను ఉపయోగించి \(K_{eq}\) ను లెక్కించడం, తెలియని సమతుల్య సాంద్రతలను కనుగొనడం మరియు \(Q_c\) ఉపయోగించి ప్రతిచర్య దిశను అంచనా వేయడం చేయగలరు.
తర్వాత ముఖ్యంగా తెలుసుకోవాల్సిన విషయం ఉష్ణోగ్రత మారినప్పుడు ఏమి జరుగుతుందనేది.
ప్రతిచర్యకారకాన్ని జోడించడం లేదా ఘనపరిమాణాన్ని మార్చడం వల్ల ప్రతిచర్య భాగఫలం మారుతుంది. అయితే ఉష్ణోగ్రతను మార్చడం వల్ల సమతుల్య స్థిరాంకమే మారవచ్చు. ఇది ఎందుకు జరుగుతుందో అర్థం చేసుకోవడానికి, సమతుల్య గణనలను ముందుదిశ మరియు వెనుకదిశ ప్రతిచర్యల ఎంథాల్పీతో అనుసంధానించాలి.
ఉష్ణగ్రాహక మరియు ఉష్ణమోచక ప్రతిచర్యలలో ఉష్ణోగ్రత Keq ను ఎలా మారుస్తుంది అనే తదుపరి పాఠాన్ని కొనసాగించండి.