Kemisk jämvikt

Först och främst: vad är det du ska räkna ut? ”K_c” eller K?

Dessa är olika saker. Jämviktskonstanten $K$ för gaser approximeras med mätetalen av deras partialtryck i bar. Man kan också använda koncentrationer, men då räknar man på $K_c$, vilket är något annat. Då använder man koncentration istället. Du kan använda ideala gaslagen för att hitta ett samband mellan dessa.

Konstanten ska oavsett inte ha enhet.

$pV=nRT$ och då $p=\dfrac{n}{V}RT=cRT$

I uppgiften är $V=1,00 dm^3$ och $p=nRT$.

Det kommer inte att spela någon roll om man räknar med partialtryck, koncentrationer eller substansmängder.

Jämviktskonstanter kan ha enheter.

Från början var det 0,350 mol kvävgas och 0,550 mol vätgas.

Om jämviktskoncentrationen av ammoniak fördubblas, då är 0,200 mol ammoniak och 0,250 mol kvävgas vid jämvikt.

$K=\dfrac{[0.200]^2}{[x]^3 \cdot [0.250]}=0.5208$

$x=\sqrt[3]{\dfrac{0.200^2}{0.250 \cdot 0.5208}}=0.6747\approx0.675$

Då fanns det $0.675+0.300 = 0.975$ mol vätgas "från början".

Man ska alltså tillföra $0.975-0.550=0.425$ mol vätgas.

Kontrollräkning:

$\dfrac{x^2}{(0.975-\frac{3x}{2})^3 \cdot (0.350-\frac{x}{2})}=0.5208$

$x=0.200$ mol.

Svaret kanske blir detsamma ändå, men jämviktskonstanter är enhetslösa. Senast vid uttryck som

DeltaG^0 = -RTlnK

blir det problematiskt.

Jämviktskonstanten

Jämviktskonstanten definieras egentligen i termer av aktivitet och fugacitet och dessa är enhetslösa, såvitt jag vet.

Aktiviteten för ett i vatten löst species kan approximeras med mätetalet av dess koncentration i molar, och för en gas med mätetalet av dess partialtryck i bar.

Tydligen finns det vissa som tycker att $K$ kan ha en enhet men då undrar jag hur man hanterar situationer som t.ex. denna:

$\Delta_r G^\circ = -RT\ln K$

Hur ska man logaritmera en enhet?

naytte skrev:

Jämviktskonstanten definieras egentligen i termer av aktivitet och fugacitet och dessa är enhetslösa, såvitt jag vet.

...

Hur ska man logaritmera en enhet?

Teoretiskt är det rätt, den ska vara enhetlös.

Men står den med enheter i kemiboken och läraren kräver det, så får man skriva enheter. Det är en didaktisk praxis och är en påminnelse för eleverna att de räknar med koncentrationer. 

naytte skrev:

Först och främst: vad är det du ska räkna ut? ”K_c” eller K?

Dessa är olika saker. Jämviktskonstanten $K$ för gaser approximeras med mätetalen av deras partialtryck i bar. Man kan också använda koncentrationer, men då räknar man på $K_c$, vilket är något annat. Då använder man koncentration istället. Du kan använda ideala gaslagen för att hitta ett samband mellan dessa.

Konstanten ska oavsett inte ha enhet.

Jag har redan räknat ut K, man ska ta reda på hur stor massa som ska tillföras på vätgasen.

MaKe skrev:

$pV=nRT$ och då $p=\dfrac{n}{V}RT=cRT$

I uppgiften är $V=1,00 dm^3$ och $p=nRT$.

Det kommer inte att spela någon roll om man räknar med partialtryck, koncentrationer eller substansmängder.

Jämviktskonstanter kan ha enheter.

 

Från början var det 0,350 mol kvävgas och 0,550 mol vätgas.

Om jämviktskoncentrationen av ammoniak fördubblas, då är 0,200 mol ammoniak och 0,250 mol kvävgas vid jämvikt.

$K=\dfrac{[0.200]^2}{[x]^3 \cdot [0.250]}=0.5208$

$x=\sqrt[3]{\dfrac{0.200^2}{0.250 \cdot 0.5208}}=0.6747\approx0.675$

Då fanns det $0.675+0.300 = 0.975$ mol vätgas "från början".

Man ska alltså tillföra $0.975-0.550=0.425$ mol vätgas.

 

Kontrollräkning:

$\dfrac{x^2}{(0.975-\frac{3x}{2})^3 \cdot (0.350-\frac{x}{2})}=0.5208$

$x=0.200$ mol.

Tack! Jag märkte att jag läste fel, jag trodde att det stod dubbla jämviktskonstanten K, inte jämviktskoncentrationen