Χρήση τραπεζιού ICE

Βασικές έννοιες

Σε αυτό το σεμινάριο, θα μάθουμε για τον πίνακα ICE για τη χημεία:μια μέθοδος ολοκλήρωσης υπολογισμών σε αντιδράσεις ισορροπίας, είτε για εύρεση των συγκεντρώσεων αντιδρώντων και προϊόντων είτε για εύρεση της τιμής της σταθεράς ισορροπίας.

Θέματα που καλύπτονται σε άλλα άρθρα

Πώς να υπολογίσετε τη μοριακότητα
Η αρχή του Le Chatelier
Τι είναι τα σημαντικά στοιχεία

Αναθεώρηση:Equilibrium Constant &Le Chatelier’s Principle

Για να χρησιμοποιήσετε σωστά έναν πίνακα ICE, πρέπει να ξέρετε πώς να υπολογίσετε τη σταθερά ισορροπίας, το K. K είναι ένα μέτρο της έκτασης της αντίδρασης, είτε η θέση ισορροπίας ευνοεί τα αντιδρώντα ή τα προϊόντα. Για μια αντίδραση aA + bB ⇌ cC + dD, τότε υπολογίζουμε τη σταθερά ισορροπίας χρησιμοποιώντας την εξίσωση K =[C][D] / [A][B].

Η αρχή του Le Chatelier δηλώνει ότι εάν ένα σύστημα σε κατάσταση δυναμικής ισορροπίας διαταραχθεί από μια αλλαγή στις συνθήκες του, τότε η θέση της ισορροπίας θα μετατοπιστεί για να εξουδετερώσει την αλλαγή. Για παράδειγμα, εάν προστεθούν περισσότερα από ένα αντιδρώντα στην αντίδραση, τότε η θέση ισορροπίας θα μετατοπιστεί προς τα προϊόντα.

Τι είναι ένα τραπέζι ICE;

ICE σημαίνει I αρχικό, Γ κρεμάστε, Ε ισορροπία. Ο πίνακας ICE είναι ένα εργαλείο που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό των μεταβαλλόμενων συγκεντρώσεων των αντιδρώντων και των προϊόντων σε (δυναμικές) αντιδράσεις ισορροπίας. Αυτή η μέθοδος καταγράφει πρώτα τις συγκεντρώσεις τόσο των αντιδρώντων όσο και των προϊόντων, πριν προκύψουν οποιεσδήποτε αλλαγές. Αυτό είναι το αρχικό στάδιο. Στη συνέχεια, η αλλαγή παρατίθεται, με τη μορφή πρόσθεσης ή αφαίρεσης μιας συγκεκριμένης συγκέντρωσης. Εναλλακτικά, παρατίθεται η πρόσθεση ή η αφαίρεση ενός άγνωστου ποσού (με τη μορφή + ή – x M), και την τιμή του x επιλύεται για. Τέλος, ηισορροπία παρατίθεται η συγκέντρωση, η οποία είναι η αρχική συγκέντρωση αφού έχει υποστεί την αλλαγή που περιγράφεται.

Τι είναι η αλλαγή σε ένα τραπέζι ICE;

Εάν η περιγραφόμενη αλλαγή είναι απροσδιόριστη, τότε η συγκέντρωση ισορροπίας παρατίθεται ως x , και η σταθερά ισορροπίας χρησιμοποιείται για την επίλυση της μεταβλητής. Εάν η περιγραφόμενη αλλαγή είναι συγκεκριμένη, τότε η συγκέντρωση ισορροπίας παρατίθεται ως συγκεκριμένος αριθμός και χρησιμοποιείται για την επίλυση της σταθεράς ισορροπίας. Θα εξερευνήσουμε και τα δύο παραδείγματα παρακάτω.

Η αρχή του Le Chatelier είναι ιδιαίτερα σχετική με τους πίνακες ICE επειδή η αλλαγή στον πίνακα ICE αντιπροσωπεύει τη μετατόπιση στη θέση ισορροπίας:αυτό σημαίνει ότι εάν η αλλαγή δείχνει αύξηση στη συγκέντρωση των αντιδρώντων, τότε θα υπάρξει επακόλουθη μείωση στη συγκέντρωση των προϊόντων. Και το αντίστροφο:εάν η αλλαγή δείχνει μείωση της συγκέντρωσης των αντιδρώντων, τότε θα υπάρξει επακόλουθη αύξηση στη συγκέντρωση των προϊόντων. Αυτή η επακόλουθη αύξηση/μείωση δείχνει τη θέση της ισορροπίας που μετατοπίζεται για να εξουδετερώσει την αλλαγή στα αντιδρώντα.

Επιπλέον, η αρχή του Le Chatelier είναι σχετική επειδή ο συντελεστής του αντιδρώντος ή του προϊόντος επηρεάζει τη μεταβολή στη συγκέντρωσή του. Για παράδειγμα, εάν ένα αντιδρών έχει συντελεστή 1, τότε αλλάζει κατά +x , αλλά εάν ένα αντιδρών έχει συντελεστή 2 ή περισσότερο, τότε αλλάζει κατά +2x .

Παραδείγματα τραπεζιού ICE + πώς να τα χρησιμοποιήσετε

Πίνακας ICE #1:Βρείτε τις συγκεντρώσεις ισορροπίας από την τιμή K.

A (aq) + 2B (aq) ⇌ C (aq)

	A	2B	Γ
Αρχικό	0,5 M	0,5 M	0,0 M
Αλλαγή	– x	– 2x	+ x
Ισορροπία	0,5 – x M	0,5 – 2x M	0 + x M

Τώρα, λύνουμε για x :

Τώρα, υπολογίζουμε εκ νέου τις συγκεντρώσεις ισορροπίας στον πίνακα ICE, χρησιμοποιώντας το νέο x τιμή:

	A	2B	Γ
Αρχικό	0,5 M	0,5 M	0,0 M
Αλλαγή	– 0,03329 M	– 0,06658 M	+ 0,03329 M
Ισορροπία	0,4667 M	0,4334 M	0,03329 M

Πίνακας ICE #2:Βρείτε την τιμή K από γνωστές συγκεντρώσεις ισορροπίας.

HA (aq) + H₂ O (l) ⇌ H₃ O (aq) + A (aq)

	HA	H₃ Ον	A
Αρχικό	1.000 M	0,500 M	0,200 M
Αλλαγή	– 0,150 M	+ 0,150 M	+ 0,150 M
Ισορροπία	0,850 M	0,650 M	0,350 M

ΣΗΜΕΙΩΣΗ:αυτά είναι καθαρά θεωρητικά παραδείγματα, ούτε οι συγκεντρώσεις ούτε οι τιμές Κ προέρχονται από πραγματικές εφαρμογές

Περαιτέρω ανάγνωση

Χημικές αντιδράσεις εξισορρόπησης
Σταθερότητα ανθρακικού
Τυπική χρέωση