Στην αντίδραση 2SO2 συν O2 αναστρέψιμο 2SO3 Ποια αλλαγή θα προκαλούσε μεγαλύτερη αύξηση της συγκέντρωσης SO3;
Κατανόηση της αντίδρασης
Η αντίδραση 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 είναι μια αντίδραση ισορροπίας. Αυτό σημαίνει ότι η αντίδραση προς τα εμπρός (σχηματίζοντας SO3) και η αντίστροφη αντίδραση (διάσπαση SO3) συμβαίνουν ταυτόχρονα. Η σταθερά ισορροπίας (k) αντιπροσωπεύει την αναλογία προϊόντων σε αντιδραστήρια σε ισορροπία.
Αρχή του Le Chatelier
Η αρχή του Le Chatelier δηλώνει ότι εάν μια αλλαγή κατάστασης εφαρμοστεί σε ένα σύστημα σε ισορροπία, το σύστημα θα μετατοπιστεί σε μια κατεύθυνση που ανακουφίζει το άγχος. Δείτε πώς αυτή η αρχή ισχύει για την αντίδραση SO2, O2, SO3:
* Αύξηση της συγκέντρωσης SO2: Το σύστημα θα μετατοπιστεί προς τα δεξιά (προς τα προϊόντα) για να καταναλώσει την περίσσεια SO2, οδηγώντας σε αύξηση του SO3.
* αύξηση της συγκέντρωσης O2: Παρόμοια με τα παραπάνω, το σύστημα θα μετατοπίσει δεξιά για να χρησιμοποιήσει το προστιθέμενο O2, παράγοντας περισσότερα SO3.
* Μείωση της συγκέντρωσης SO3: Το σύστημα θα μετατοπιστεί προς τα αριστερά (προς τα αντιδραστήρια) για να αναπληρώσει το SO3, μειώνοντας τη συγκέντρωσή του.
* αύξηση της θερμοκρασίας: Αυτή η αντίδραση είναι εξωθερμική (απελευθερώνει θερμότητα). Η αύξηση της θερμοκρασίας ευνοεί την ενδοθερμική αντίδραση, η οποία είναι η αντίστροφη αντίδραση σε αυτή την περίπτωση. Αυτό θα οδηγούσε σε * μείωση * στο SO3.
* Μείωση της θερμοκρασίας: Η μείωση της θερμοκρασίας ευνοεί την εξωθερμική αντίδραση (προς τα εμπρός αντίδραση), οδηγώντας σε * αύξηση * σε SO3.
* Αύξηση της πίεσης: Αυτή η αντίδραση περιλαμβάνει μείωση του αριθμού των μορίων αερίου (3 στα αριστερά, 2 στα δεξιά). Η αύξηση της πίεσης ευνοεί την πλευρά με λιγότερα μόρια αερίου, μετατοπίζοντας την ισορροπία στα δεξιά και αυξάνοντας το SO3.
* Μείωση της πίεσης: Αυτό ευνοεί την πλευρά με περισσότερα μόρια αερίου, μετατοπίζοντας την ισορροπία στα αριστερά και μειώνοντας το SO3.
Η μεγαλύτερη αύξηση
Για να έχετε τη μεγαλύτερη αύξηση της συγκέντρωσης SO3, θέλετε να μετατοπίσετε την ισορροπία όσο το δυνατόν πιο προς τα δεξιά. Δείτε πώς να ταξινομήσετε τις επιλογές:
1. Προσθήκη μεγάλης ποσότητας SO2 και O2: Αυτό θα ήταν το πιο αποτελεσματικό, διότι οδηγεί άμεσα την αντίδραση στα δεξιά παρέχοντας υπερβολικά αντιδραστήρια. Αυτό πιθανότατα θα είχε ως αποτέλεσμα τη μεγαλύτερη αύξηση του SO3.
2. Αύξηση της πίεσης: Αυτό θα οδηγούσε επίσης στην αντίδραση στα δεξιά, αλλά μπορεί να είναι λιγότερο αποτελεσματική από την προσθήκη αντιδραστηρίων.
3. μείωση της θερμοκρασίας: Αυτό ευνοεί την αντίδραση προς τα εμπρός και θα οδηγήσει σε αύξηση του SO3.
4. Αφαίρεση κάποιων SO3: Αυτό θα προκαλούσε αρχικά μείωση στο SO3, αλλά θα οδηγούσε στη συνέχεια την αντίδραση στο δικαίωμα να την αναπληρώσει. Αυτό δεν θα οδηγούσε στη μεγαλύτερη αύξηση.
Σημαντική σημείωση: Η έκταση της μετατόπισης της ισορροπίας εξαρτάται επίσης από την τιμή της σταθεράς ισορροπίας (k). Μια μεγάλη τιμή K σημαίνει ότι η αντίδραση ευνοεί έντονα το σχηματισμό προϊόντων (SO3).
Συμπέρασμα
Η αλλαγή που θα προκαλούσε τη μεγαλύτερη αύξηση της συγκέντρωσης του SO3 είναι η προσθήκη μιας μεγάλης ποσότητας SO2 και O2 .
