If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Agar veb-filtrlardan foydalanayotgan boʻlsangiz *.kastatic.org va *.kasandbox.org domenlariga ruxsat berilganligini tekshirib koʻring.

Asosiy kontent

Parsial bosim orqali muvozanat doimiysi (Kp) ni hisoblash

Gaz fazadagi reaksiyalar uchun muvozanat doimiysi (Kp) tushunchasi va Kc dan Kp ni hisoblash 

Asosiy tushunchalar

  • Muvozanat doimiysi (Kp) reaksiya mahsulotlari va reagentlarning konsentratsiyalarining nisbatini tasvirlab beradi (konsentratsiya parsial bosimda ifodalanganda).
  • aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g), gaz fazadagi reaksiyalar uchun Kp quyidagicha ifodalanadi:
Kp=(PC)c(PD)d(PA)a(PB)b
  • Kp molyar konsentratsiya bilan ifodalangan muvozanat doimiysi Kc bilan quyidagicha bogʻlangan:
Kp=Kc(RT)Δn
bu yerda Δn
Δn=hosil boʻlgan gaz molireaksiyaga kirishgan gaz moli

Kirish: muvozanatning qisqacha taʼrifi va Kc

Muvozanatda turgan sistemada toʻgʻri reaksiya tezligi teskari reaksiya tezligiga teng boʻladi, yaʼni qancha mahsulot hosil boʻlsa, shuncha reaksiya mahsuloti reaksiyaga kirishib dastlabki moddalar (reagentlar)ni hosil qiladi. Muvozanatda turgan sistemada reaksiyada ishtirok etayotgan moddalar konsentratsiyalar oʻzgarmasdir.
Nimaga pingvinlar deysizmi? Unda oʻqishda davom eting! Rasm Wikimedia Commonsʼdan olingan, CC BY-SA 3.0.
Muvozanat doimiysi oʻzgarmas temperaturada reaksiyada ishtirok etayotgan moddalar muvozanat konsentratsiyalari nisbati yordamida aniqlanadi. Muvozanat doimiysi K yoki Kc belgilari bilan ifodalanadi. Kc dagi c barcha moddalar konsentratsiyalari molyar konsentratsiyada ifodalanganini anglatadi, yaʼni mol (erigan modda)l (eritma).

Kp va Kc: konsentratsiya oʻrniga parsial bosimning ishlatilishi

Rasm Wikimedia Commonsʼdan olingan, CC BY-SA 2.0.
Qaytar reaksiyada ishtirok etayotgan moddalar gaz boʻlsa, uning kimyoviy muvozanatdagi miqdorini parsial bosimlarda ifodalash mumkin. Kimyoviy muvozanat doimiysi tenglamasida gazlarning miqdori parsial bosimlarda ifodalansa, muvozanat doimiysi Kp belgisi bilan ifodalanadi. Indeksdagi p pingvinlarni anglatadi.
Masalan, gaz fazada muvozanatda turgan qaytar reaksiya berilgan boʻlsin:
aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
Ushbu tenglamada a mol miqdordagi reagent A, b mol miqdordagi reagent B bilan reaksiyaga kirishib c mol miqdordagi mahsulot C va d mol miqdordagi mahsulot D ni hosil qiladi.
A(g) ning parsial bosimini PA bilan belgilasak va boshqa gazlarning parsial bosimlarini shu kabi belgilab olsak, ushbu reaksiya uchun Kp quyidagicha ifodalanadi:
Kp=(PC)c(PD)d(PA)a(PB)b
Kp ni hisoblayotgan quyidagi asosiy tushunchalarni yoddan chiqarmang!
  • Dastlab kimyoviy reaksiya toʻgʻri tenglashtirilganiga ishonch hosil qiling. Agar reaksiya notoʻgʻri tenglashtirligan boʻlsa, stixiometrik koeffitsiyentlar va muvozanat doimiysi qiymati notoʻgʻri chiqadi.
  • Qaytar reaksiyada erituvchilar va qattiq moddalar ishtirok etayotgan boʻlsa, Kc hisoblanayotganda ularning kimyoviy muvozanatdagi miqdori (konsentratsiyasi) 1 ga teng.
  • Kp koʻpincha birliksiz ishlatiladi. Kp ning birligi uni aniqlash uchun ishlatilgan parsial bosimning birligiga bogʻliq. Kp ni aniqlayotganda darsligingizdagi bosim birliklarini yaxshilab tekshiring va hisoblayotganda parsial bosimlarning bir xil birlikda boʻlishiga eʼtibor qarating.
  • Kp hisoblanayotganda parsial bosimlar bir xil birlikda boʻlishi kerak.
  • Qaytar reaksiyalarda Kp ni aniqlash uchun muvozanat tenglamasi yozilganda qattiq moddalar va erituvchilar bu ifodada yozilmaydi.

Gaz konsentratsiyasini parsial bosimga oʻtkazish va aksincha, parsial bosimni konsentratsiyaga oʻtkazish.

Gazli suvlarda karbonat angidirid katta bosim yordamida suyuqlikda eritilgan boʻladi, chunki karbonat angidrid gazi suvda yaxshi erimaydi. Bilamizki, bosim ortishi bilan gazlarning suyuqlikda eruvchanligi ortadi. Idish ogʻzi ochilganda suyuqlik yuzasida gazning bosimi kamayadi, shu sababli suyuqlikda erigan karbonat angidirid gazi suyuq fazadan gaz fazaga oʻtadi (gaz bosimini oshirish uchun). Shuning uchun pufakchalar hosil boʻladi! Rasm quyidagi manzildan olingan: Marnav Sharma, CC BY 2.0
Ideal gaz tenglamasi yordamida gazning M yoki moll da ifodalangan konsentratsiyasini parsial bosimga aylantirishimiz mumkin. Molyar konsentratsiya eritmaning har bir litridagi erigan moddaning mollar sonini koʻrsatadi yoki quyidagi ifoda yordamida tushuntirishimiz mumkin nV. Biz P va nV orasidagi bogʻliqlikni hosil qilish uchun ideal gaz tenglamasini oʻzgartirib yozib olamiz:
PV=nRT         Ikki tomonni ham V ga boʻlib yuboramiz.P=(nV)RT
Bu bogʻliqlikdan foydalanib T temperaturada Kc va Kp ni toʻgʻridan toʻgʻri bir-biriga oʻtkazishmiz mumkin, bu yerda R universal gaz doimiysi.
Kp=Kc(RT)Δn
Δn belgisi muvozanatda turgan reaksiyadagi hosil boʻlgan gazlarning mollari yigʻindisidan reaksiyaga kirishgan gazlarning mollari yigʻindisini ayrilgandagi qiymatni ifodalaydi:
Δn=hosil boʻlgan gaz molireaksiyaga kirishgan gaz moli
Keling, bu tenglamalani aniq misollarda foydalanib koʻrib chiqamiz!!!

1-masala: parsial bosimdan Kp ni aniqlash

Keling, quyidagi gaz fazadagi reaksiyadan Kp ni aniqlashga harakat qilib koʻramiz:
2N2O5(g)O2(g)+4NO2(g)
Muvozanat turgan reaksiyaning har bir ishtirokchisi uchun maʼlum bir T temperaturadagi parsial bosimlarini bilamiz:
PN2O5=2,00atmPO2=0,296atmPNO2=1,70atm
Bu reaksiya uchun T temperaturadagi Kp ning qiymati nechaga teng?
Dastlab Kp ni ifodalovchi muvozanat tenglamasini yozib olamiz:
Kp=(PO2)(PNO2)4(PN2O5)2
Muvozanat tenglamasiga muvozanatdagi parsial bosim qiymatlarini kiritib Kp ni hisoblaymiz:
Kp=(0,296)(1,70)4(2,00)2=0,618

2-masala: Kc dan Kp ni topish

Keling, endi boshqa qaytar reaksiyalarni koʻrib chiqamiz:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
Shu reaksiya uchun 400K da Kc ning qiymati 4,5×104 ga teng boʻlsa, ayni shu temperaturadagi Kp ning qiymati nechaga teng?
Kp ni hisoblashda universal gaz doimiysining bar birlikdagi qiymatidan foydalaning.
Bu masalani yechish uchun ikki muvozanat doimiysi orasidagi bogʻlanishdan foydalanamiz:
Kp=Kc(RT)Δn
Δn ni qiymatini hisobash uchun reaksiyaning mahsulotlar tomonidagi gazlar moli yigʻindisidan reagentlar tomondagi gazlar moli yigʻindisini ayirib tashlaymiz:
Δn=hosil boʻlgan gazlar molireaksiyaga kirishgan gazlar moli=2mol NH3(1mol N2+3mol H2)=2mol gaz
Endi Kp ni hisoblash uchun Kc, T va Δn ning qiymatlarini formulaga qoʻyamiz. Kp ning qiymatini bar da yoki atm da hisoblay olamiz. Bu R ning qiymatiga bogʻliq. Kp ning parsial bosim birligi bar boʻlgandagi qiymatini aniqlash uchun R=0,08314lbarKmol qiymatidan foydalanamiz.
Kp=Kc(RT)Δn=(4,5×104)(R400)2=(4,5×104)(0,08314400)2=41
Yoddan chiqarmang, agar parsial bosim birligi atm da boʻlganida, Kp ning qiymati boshqacha qiymatda chiqar edi.

3-masala: umumiy bosimdan Kp ni aniqlash

Keling, oxirida suvning parchalanish reaksiyasining muvozanat holatini koʻrib chiqaylik.
2H2O(l)2H2(g)+O2(g)
Reaksiya boshlanishida dastlab kislorod va vodorod sistemada yoʻq boʻlgan. Muvozanat qaror topganda umumiy bosim 2,10 atm gacha ortdi.
Shu maʼlumotlar asosida suvning parchalanish reaksiyasi uchun Kp qiymatini hisoblang.
Bu masalani yechish uchun parsial bosim qiymatlarini DSM jadval orqali ifodalash tushunarli boʻladi.
Yoddan chiqarmang! Kp ni hisoblashda toza suyuqliklar, yaʼni erituvchilar ishtirok etmaydi, chunki reaksiya davomida ularning konsentratsiyasi oʻzgarishi reaksiya tezligiga taʼsir koʻrsatmaydi; jadvalda faqat gaz moddalar parsial bosimi haqida maʼlumotlar yoziladi. Bizda reaksiya boshlanishidan oldin vodorod va kislorod sitemada boʻlmagani uchun jadvalning birinchi qatoriga, yaʼni dastlabki bosimga 0 yozamiz.
Tenglama2H2O(l)2H2(g)O2(g)
DastlabkiN/A0atm0atm
SarflanganN/A+2x+x
MuvozanatN/A2xx
Endi reaksiya muvozanatga kelgunicha parsial bosimlar qanday oʻzgarganini koʻrib chiqamiz. Kislorod reaksiya boshlanishidan oldin yoʻq edi. Kislorodning muvozanat qaror topishi uchun hosil boʻlgan parsial bosimini PO2= x deb belgilab olsak, stexiometrik koeffitsiyentlar asosida PH2 = 2x boʻladi. Chunki reaksiyadan koʻrinib turibdiki, 1 mol kislorod hosil boʻlganda 2 mol vodorod hosil boʻladi. Jadvaldagi 3-qator moddalarning muvozanat holatdagi bosimlarini ifodalaydi.
Shu holatda x ni topish uchun bizga Dalton qonuni yordam beradi. Dalton qonunidan bilamizki, sistemaning umumiy bosimi ( Pumumiy) sistemaning har bir kompanenti parsial bosimlari yigʻindisiga teng:
Pumumiy=PA+PB+PC+
Bizning sistema uchun umumiy bosim quyidagicha topiladi:
Pumumiy=PH2+PO2=2x+x=3x
Umumiy bosim 2,10 atm ekanini bilgan holda x ni topamiz:
Pumumiy=2,10atm=3xx=0,70atm
x ning qiymati 0,70 atm ga tengligini aniqlab olganimizdan soʻng, kislorod va vodorodlarning muvozanat holatdagi parsial bosimlarini topamiz va jadvalning 3-qatorini toʻldiramiz:
PH2=2x=1,40atm
PO2=x=0,70atm
Endi aniqlagan maʼlumotlarimizni muvozanat tenglamasiga qoʻyib Kp ni aniqlaymiz:
Kp=(PH2)2PO2=(1,40)2(0,70)=1,37

Xulosa

  • Kp (muvozanat doimiysi) reaksiya mahsulotlari va reagentlarning muvozanat holatdagi parsial bosimlari nisbatini ifodalaydi.
  • Quyidagi reaksiya gaz fazadagi reaksiya, yaʼni faqat gazlar ishtirok etgan: aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) bu reaksiya uchun Kp tenglamasini yozamiz:
Kp=(PC)c(PD)d(PA)a(PB)b
  • Parsial bosim orqali topilgan muvozanat doimiysi - Kp molyar konsentratsiya orqali topilgan muvozanat doimiysi - Kc bilan quyidagicha bogʻlangan:
Kp=Kc(RT)Δn
bu yerda Δn
Δn=hosil boʻlgan gaz molireaksiyaga kirishgan gaz moli