Kemi

Enheds analyse - forvirring mht. Ligevægtskonstanten

30. september 2009 af DMUS (Slettet) - Niveau: A-niveau

Jeg sidder i øjeblikket og regner dissociationsgraden ved spaltning af ammoniak, og ved indsættelse af total trykket og den molære andel i ligevægtskonstanten, kommer jeg ud i et enhedsmæssigt problem, hvor jeg ikke kan finde ud af om trykket skal være i Pa, atm eller Bar for den sags skyld.

Jeg starter med at give et overblik over beregningerne, for lettere at give et indblik i min forvirring.

NH3 - -> 1/2 N2 + 3/2 H2

Jeg benytter at Gibbs fri energi [G] kan udtrykkes på to måder, henholdsvis:

G = -RT ln ( Kp )
G = H - T S

hvor H er enthalpien, S er entropien, T er temperaturen, R gaskonstanten og Kp er ligevægtskonstanten.

Desuden udnytter jeg at

Kp = [N2]^(1/2) * [H2]^(3/2) / [NH3]

Som videre kan skrives ved partial trykket istedet for koncentrationen.
Her forstår jeg dog ikke at kemikere videre accepterer at RT's enheder ingen indflydelse får ved omskrivningen?

Kp = P(N2)^(1/2) * P(H2)^(3/2) / P(NH3)

Herefter benytter jeg at totaltrykket kan skrives som paritaltrykket over molandelen.

Pt = Pj / Xj , hvor Xj er molandelen af det j'te element i forhold til den totale andel.

Herefter antager jeg at ligevægten kan udtrykkes ved en dissociationsgrad alpha, hvorom at der ved forskydningen må gælde:

(1 - alpha) = 1/2 alpha + 3/2 alpha

præcis som ved ammoniak syntesen, men på denne måde kan hvert element opfattes som en molandel. Indsat fås:

Kp = [1/2 alpha * Pt]^(1/2) * [3/2 alpha * Pt]^(3/2) / [(1-alpha) * (1+alpha)]

hvor (1+alpha) refererer til den totale molandel: (1-alpha) + 1/2 alpha + 3/2 alpha = (1+alpha)

Planen er herefter at isolere Dissociationsgraden [alpha] som funktion af Temperaturen, hvilken kan lade sig gøre dog kommer jeg i problemer med det totalte tryk [Pt], hvor jeg ikke kan argumenterer for hvilken enhed jeg skal bruge.

Enhedsanalyse:

H  - S T = [ J / mol ] - [ J K  / mol K] = [J / mol]

- RT ln(Kp) = [J  K / mol K] = [J/ mol]

Hvor jeg troede at Kp var enhedsløs, men her figurerer altså Pt, og alpha henholdsvis tryk og andel.

Håber nogle har tid til at se det igennem!

// Mathias


Svar #1
02. oktober 2009 af DMUS (Slettet)

Er der nogle der blot kan forklare hvilke konventioner der ligger til grund for enhedsvalget, når man beregner Ligevægtskonstanten [Kp], ved brug af henholdsvis koncentrationen og partialtrykket?


Skriv et svar til: Enheds analyse - forvirring mht. Ligevægtskonstanten

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.