Namuna olingan bo‘lsa, uning tarkibidagi kislorodning massasi

7. KIMYOVIY MUVOZANAT
7.1. MUVOZANAT KONSTANTASINI HISOBLASH
Agar mA+nBpC+qD qaytar reaksiya sodir bo'layotgan bo‘lsa, A va B moddalarning ta'sirlashishi natijasida ularning konsentratsiyalari kamayib, reaksiya mahsulotlari: C va D moddalar konsentratsiyalari A va B moddalar konsentratsiyalaridan ancha katta bo‘lib, teskari tomonga yo‘nalgan reaksiya boshlanadi. Agar o‘ngga yo‘nalgan reaksiya tezligi:

va chapga yo‘nalgan reaksiya tezligi:

tarzda ifodalansa, muvozanat qaror topganda, bo‘ladi, bu vaqtda

ifodani yozish mumkin. Ushbu ifodadagi va ni moddalar konsentratsiyalari ifodalaridan ajratsak:

hosil bo'ladi.
Bu erda - muvozanat konstantasi. Yuqoridagi formulani

tarzda yozsak, bu formula massalar ta'siri qonunining matematik ifodasidir, uning yordamida kimyoviy reaksiyalarning muvozanat konstantalarini, moddalarning muvozanatdagi konsentratsiyalarini (gazsimon moddalar uchun - bosim) aniqlash mumkin. K qiymat qancha katta bo‘lsa, reaksiya shuncha o‘ngga yo‘nalgan bo‘ladi.
7.1. N_2(g)+H_2(g)NH_3(g) reaksiyaning muvozanat holatida [N₂]=0,01; [H₂]=1,5; [NH₃]=0,5 mol/l bo‘lgan. Reaksiyaning muvozanat konstantasi va reaksiya uchun olingan azot va vodorodning dastlabki konsentratsiyalari aniqlansin.
Yechish: Reaksiya tenglamasi N₂+3H₂2NH₃ asosida muvozanat konstantasini

yozib, unga berilgan qiymatlar qo‘yilsa:
.
Reaksiya natijasida hosil bo‘lgan 0,5 mol/l ammiakka to‘g‘ri keladigan azot va vodorodning konsentratsiyalarini topamiz: 2:1=0,5:x, x=0,25 mol/l N₂, 2:3=0,5:x, x=0,75 mol/l H₂. Reaksiya uchun olingan:
[N₂]=0,25+0,01=0,26 mol/l, [H₂]=0,75+1,5=2,25 mol/l.
7.2. SO_2(g)+O_2(g)SO_3(g) reaksiyaning muvozanat holatida [SO₂]=2,00, [O₂]=4,05, [SO₃]=3,80 mol/l bo‘lsa, reaksiyaning muvozanat konstantasi qanday bo‘ladi? (Javob: 0,89).
7.6. A+B2C+D reaksiyada ta'sirlashuvchi moddalar konsentratsiyalari 2,5 mol/l bo‘lgan. Muvozanat qaror topgandan keyin D moddaning konsentratsiyasi 2,38 mol/l bo‘lsa, reaksiyaning muvozanat konstantasi qanday bo‘lgan?
Yechish: Tenglama bo‘yicha
v_A:v_D 1:1=x_A:2,38, x_A=2,38 mol/l.
Shunga mos ravishda x_V=2,38 mol/l; C modda D moddaga nisbatan 2 marta ko‘p hosil bo‘lganligi uchun
x_S=2,38·2=4,76 mol/l.
A va B larning muvozanatdagi konsentratsiyalari:
[A]=2,5-2,38=0,12 mol/l; [B]=0,12 mol/l.
Muvozanatdagi konsentratsiyalarni muvozanat konstantasi ifodasiga qo‘ysak:

7.7. 5 l hajmli idishda 448 ^oC haroratda H₂+J₂2HJ reaksiyada qatnashuvchi moddalardan: 510^-3 mol H₂, 110^-2 mol J₂ aralashtirilganda 1,8710^-3 mol HJ hosil bo‘lgan bo‘lsa, reaksiyaning muvozanat konstantasini hisoblang.
Yechish: Muvozanat konstantasining formulasi:

bo‘ladi. Reaksiya tenglamasi bo‘yicha 1 mol H₂ 2 mol HJ ga to‘g‘ri keladi. Shundan foydalanib, tarkibiy qismlarning muvozanatdagi miqdorlarini hisoblaymiz:
, bundan mol.
mol
mol,
Modda miqdori uning konsentratsiyasiga mutanosib kattalik bo'lganligi uchun bu qiymatlarni muvozanat konstantasi formulasiga qo‘ysak:

7.8. Ag₂O_(q)Ag_(q)+O_2(g) reaksiyaning muvozanat konstantasi K_r=14,7 kPa bo‘lsa, hajmi 5 l bo‘lgan idishdagi kumush oksidini 673 K da qizdirganda ajraladigan kislorodning modda miqdori va kumushning massasini aniqlang.
Yechish: Reaksiyaning muvozanat konstantasi: K=[O₂] bo‘ladi va u masala shartida K_r ko‘rinishda berilganligi uchun berilgan qiymat formulaga qo‘yilsa: [O₂]=14,7 kPa bo‘ladi. Kislorodning miqdorini topish uchun Klapeyron tenglamasi asosida uning normal sharoitdagi hajmi hisoblanadi:
l.
Bundan mol.
Reaksiya tenglamasi asosida hosil bo‘lgan kumush miqdori kislorod miqdoridan 4 marta katta bo‘lganligi uchun uning massasi: m_Ag=41081,3110^-2=5,66 g.
7.11. A+BC+D reaksiyada c_A=4; c_B=6 mol/l. Muvozanat konstantasi 40 bo‘lgan hol uchun qancha miqdor A modda reaksiyaga kirganligini hisoblang.
Yechish: Reaksiya tenglamasiga ko‘ra 1 mol A va 1 mol B moddalar ta'sirlashganda, 1 mol C va 1 mol D moddalar hosil bo‘lishini va ularning miqdorlarini x deb olsak, [A]=4-x va [B]=6-x bo‘ladi. Bularni muvozanat konstantasi formulasiga qo‘ysak:

hosil bo‘ladi. Bundan 39x²-400x+960=0 kelib chiqadi. Mazkur tenglamani echib:

x₁=6,42 va x₂=3,83 ildizlarni olamiz, ulardan birinchisi masala shartini qanoatlantirmagani (6,42>6>4) uchun ikkinchi ildizni qabul qilamiz. Bu qiymat A moddaning reaksiyaga kirgan miqdoriga to‘g‘ri keladi.
7.12. Hajmi 1 l bo‘lgan idishda 448 ^oC haroratda 0,5 mol HJ bo‘lib, H_2(g)+J_2(g)2HJ_(g) reaksiyaning muvozanat konstantasi 50,5. [H₂], [J₂] va [HJ] moddalarning muvozanatdagi konsentratsiyalarini toping.
Yechish: Moddalarning dastlabki konsentratsiyalari:
[H₂]=[J₂]=0 va [HJ]=0,5 M.
Reaksiya tenglamasi bo‘yicha 1 mol vodorodga 2 mol vodorod yodid to‘g‘ri kelishini hisobga olib, ta'sirlashadigan HJ konsentratsiyasini x deb olsak: [H₂]=[J₂]=x/2, [HJ]=0,5x M bo‘ladi. Bu qiymatlarni muvozanat konstantasi formulasiga qo‘ysak:
yoki

Bundan x=0,11 M.
, [HJ]=0,50,11=0,39 M.
7.15. CH_4(g)+H₂O_(g)CO_(g)+H_2(g) reaksiyada qatnashuvchi ta'sirlashuvchi moddalarning boshlang‘ich konsentratsiyalari: [CH₄]=0,24 mol/l; [H₂O]=0,36 mol/l. Muvozanat qaror topganda metanning 85 % miqdori reaksiyaga sarflanganligi ma‘lum bo‘lsa, mazkur reaksiyaning muvozanat konstantasi topilsin.
Yechish: Reaksiyaning tenglamasi:
CH_4(g)+H₂O_(g)CO_(g)+3H_2(g).
Metanning reaksiyada qatnashgan qismi konsentratsiyasi: mol/l.
Reaksiyada qatnashgan H₂O konsentratsiyasi ham tenglamaga ko‘ra mol/l. Reaksiya tenglamasi asosida [CO]=0,204 mol/l va [H₂]=0,204·3=0,612 ekanligini topish qiyin emas. CH₄ va H₂O ning muvozanatdagi konsentratsiyalari:
[CH₄]=0,24-0,204=0,036 va [H₂O]=0,36-0,204=0,156 mol/l.
Olingan qiymatlarni

formulaga qo‘ysak:

bo‘ladi.