Kap 7. Kjemisk likevekt Reversible reaksjoner Massevirkningsloven Homogene og heterogene likevekter Le Châteliers prinsipp

Kap 7. Kjemisk likevekt Reversible reaksjoner H2 (g) + I2 (g)  2 HI (g) Ved likevekt: v1= v2 k1* [H2]*[I2] = k2*[HI]2 reaksjonshastighet 2 HI  I2 + H2 I2 + H2  2 HI tid v1= k1*[H2]*[I2] v2= k2*[HI]2

Massevirkningsloven For den generelle reversible reaksjonen: a A + b B c C+ d D (Guldberg-Waages lov) Er likevektskonstanten lik:

Eksempel Sett opp utrykk for likevektkonstanten K for følgende reaksjoner 2 H2 (g) +O2 (g)  2 H2O (g) K = 2*1081 (25 oC) H2 (g) +I2 (g)  2 HI (g) K = 64,0 (360 oC) Fe(OH)3 (s)  Fe3+ (aq) + 3 (OH)- (aq) K = 8,0*10-40 (25 oC)

Hva sier K? Ved likevekt K  1: er omtrent like mye produkter som reaktanter K>>1: Reaksjonen går nesten helt over til høyre. Nesten bare produkter K<<1: Reaksjonen går nesten helt over til venstre. Nesten bare reaktanter. Homogen likevekt: Alle stoffene som deltar er enten oppløst i vann eller i gassform. Heterogen likevekt: Stoffene som deltar er i ulike faser som væske, gass eller fast stoff. Fast stoff eller væske skal ikke inngå i uttrykket for K. Kp, eller Kc (regnes i trykk eller konsentrasjon)

Homogene likevekter, regneeksempel Dersom vi fører 1,00 mol H2 og 1,00 mol I2 inn i ett lukket kar på 1,00 L, blir det ved 450 o C dannet 1,56 mol HI i karet ved likevekt. Hva er konsentrasjonene av H2 og I2 ved likevekt? Regn ut Kc ved den aktuelle temperaturen for likevekten: H2 (g) + I2 (g)  2 HI (g) (0,22 M, 50)

Oppgaver 2. Vi har likevekten: 3H2 (g) + N2 (g)  2NH3 (g) Kc= 2,0 Etter at x mol NH3 er ført inn i et lukket (evakuert) kar på 1,0 L ved 300 oC, får vi dannet 2,0 mol N2 i karet ved likevekt. Finn verdien av x. ( 33 mol) 3. Regn ut konsentrasjonen av N2 ved likevekt når 3,4 g NH3 blir ført inn i et lukket (evakuert) kar på 0,50 L ved 300 oC. Bruk Kc verdien fra forrige eksempel. (0,13 M)

Hvordan avgjøre om et system er i likevekt For a A + b B  c C +d D Er reaksjonskvotienten Dersom Q < K, er systemet ikke i likevekt, reaksjonen går mot høyre Q = K , er systemet i likevekt Q > K, er systemet ikke i likevekt, reaksjonen går mot venstre

Oppgave Ved 2000 K er likevektskonstanten Kp for dannelsen av NO (g) lik 4,0*10-4. Reaksjonslikningen er: N2(g) + O2(g)  2 NO (g) I et kar har gassene disse partialtrykkene ved 2000 K: pN2 = 0,50 atm, pO2 = 0,25 atm, pNo = 4,2*10-3 atm Avgjør om systemet er i likevekt. Finn eventuelt hvilken retning retning reaksjonen går i dersom systemet ikke er i likevekt.

Le Châteliers prinsipp Når et system i dynamisk likevekt blir utsatt for en ytre påvirkning, skjer det en reaksjon i en retning som motvirker den ytre påvirkningen Hva slags påvirkning kan det være? Konsentrasjonsendring Temperaturendring Trykkendring