Εάν ένα αντιδραστήριο και όχι το προϊόν θα ήταν χρωματισμένο θα μπορούσε μια σταθερά ισορροπίας να υπολογιστεί για συγκεκριμένη στοιχειομετρία αντίδρασης;
Κατανόηση σταθερών ισορροπίας
* Ισορροπία: Μια χημική αντίδραση φτάνει στην ισορροπία όταν οι ρυθμοί των εμπρόσθιων και αντίστροφων αντιδράσεων είναι ίσοι. Σε ισορροπία, οι συγκεντρώσεις των αντιδραστηρίων και των προϊόντων παραμένουν σταθερές.
* σταθερά ισορροπίας (k): Η σταθερά ισορροπίας εκφράζει την αναλογία των προϊόντων σε αντιδραστήρια σε ισορροπία. Είναι μια σταθερή τιμή σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία.
Πώς το χρώμα παίζει ρόλο
* φασματοφωτομετρία: Το χρώμα είναι συχνά ένας χρήσιμος δείκτης συγκέντρωσης. Η φασματοφωτομετρία μπορεί να μετρήσει την απορρόφηση του φωτός σε συγκεκριμένα μήκη κύματος, επιτρέποντάς σας να προσδιορίσετε τη συγκέντρωση ενός χρωματισμένου είδους σε ένα διάλυμα.
* Νόμος Beer-Lambert: Αυτός ο νόμος αναφέρει ότι η απορρόφηση ενός διαλύματος είναι άμεσα ανάλογη προς τη συγκέντρωση των απορροφητικών ειδών και το μήκος διαδρομής της δέσμης φωτός μέσω του διαλύματος.
Υπολογισμός k με έγχρωμο αντιδραστήριο
1. Καθιέρωση της αντίδρασης: Γράψτε την ισορροπημένη χημική εξίσωση για την αντίδραση.
2. φασματοφωτομετρική ανάλυση:
* Χρησιμοποιήστε ένα φασματοφωτόμετρο για να μετρήσετε την απορρόφηση του χρωματισμένου αντιδραστηρίου σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος.
* Χρησιμοποιήστε τον νόμο Beer-Lambert για να συσχετίσετε την απορρόφηση στην αρχική συγκέντρωση του αντιδραστηρίου.
3. συγκεντρώσεις ισορροπίας:
* Προσδιορίστε τη μεταβολή της συγκέντρωσης του χρωματισμένου αντιδραστηρίου λόγω της αντίδρασης. Αυτή η αλλαγή θα είναι ίση με τη συγκέντρωση ισορροπίας του χρωματισμένου προϊόντος (υποθέτοντας ότι η αντίδραση είναι στοιχειομετρικά ισορροπημένη).
* Υπολογίστε τις συγκεντρώσεις ισορροπίας όλων των αντιδραστηρίων και των προϊόντων.
4. Υπολογίστε k: Χρησιμοποιήστε τις συγκεντρώσεις ισορροπίας όλων των αντιδραστηρίων και των προϊόντων στη σταθερή έκφραση ισορροπίας για την αντίδρασή σας.
Παράδειγμα
Ας πούμε ότι έχετε μια αντίδραση:
`` `
A (χρωματισμένο) + b <=> c + d
`` `
* Μετράτε την αρχική απορρόφηση του Α, χρησιμοποιήστε το νόμο Beer-Lambert για να βρείτε ένα αρχικό.
* Παρακολουθείτε την αντίδραση και διαπιστώσετε ότι η απορρόφηση ενός μειώνεται. Η αλλαγή στην απορρόφηση σας δίνει την αλλαγή στο [a] και επομένως τη συγκέντρωση ισορροπίας [a] σε ισορροπία.
* Στη συνέχεια, μπορείτε να υπολογίσετε [C] σε ισορροπία (υποθέτοντας μια στοιχειομετρία 1:1, η αλλαγή στο [a] ισούται με την αλλαγή στο [c]).
* Γνωρίζοντας την αρχική [B] και την αλλαγή στο [a] (και επομένως [c]), μπορείτε να προσδιορίσετε [b] και [d] σε ισορροπία.
* Αντικαταστήστε αυτές τις συγκεντρώσεις ισορροπίας στην έκφραση σταθερής ισορροπίας για την αντίδρασή σας για τον υπολογισμό του Κ.
Βασικά σημεία
* Το χρώμα ενός είδους δεν σχετίζεται άμεσα με την τιμή του Κ. Είναι απλώς ένα εργαλείο για τον προσδιορισμό των συγκεντρώσεων.
* Η αντίδραση πρέπει να είναι σε ισορροπία για να είναι έγκυρη η Κ.
* Η στοιχειομετρία της αντίδρασης είναι απαραίτητη για τη συσχέτιση των αλλαγών στη συγκέντρωση ενός είδους στις αλλαγές σε άλλες.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν έχετε μια συγκεκριμένη αντίδραση στο μυαλό και μπορώ να σας βοηθήσω να εργαστείτε μέσω ενός συγκεκριμένου παράδειγμα!
