Kemi

ligevægtskonstant, T og P

13. oktober 2007 af Kvika (Slettet)

Jeg har spurgt om denne opgave, men fik vist spurgt lidt uklart.

opgaven lyder.

Ved en given temperatur betragtes følgende ligevægt.

4Fe(s)+3O2(g)-><- 2 Fe2O3(s)

En ligevægtsblanding indeholder 1 mol Fe, 1,0*10^-3 mol O2 og 2 mol FeO3 i en 2L beholder.
Beregn ligevægtskonstanten K for denne reaktion.

Jeg er med på, at aktiviteten af de faste stoffer er 1 og derfor bliver ligevægtsudtrykket:
K=1/p(O2)^3

Mit spørgsmål er. Hvordan finder jeg partialtrykket af O2, når jeg ikke kender temperaturen?

/Kvika

Brugbart svar (0)

Svar #1
13. oktober 2007 af Kemiersjov (Slettet)

Brug idealgasligningen. Da du ikke kender T, må du blot antage en værdi. Et godt bud er 25 gr C (298 K), når ikke andet er oplyst.

Svar #2
13. oktober 2007 af Kvika (Slettet)

Mange tak for svaret.

Måtte jeg have angivet K som Kc, dvs. blot have sagt at ved den givne temperatur vil Kc være

Kc=1/[O2]^3=1/0,0005^3=8*10^9

Eller er det forkert, når det drejer sig om en blanding, hvori der er en gas?

Og hvad hvis jeg havde haft en blanding, hvor de indgående stoffer både er aq og g. Skal K da også angives som Kp eller er det her korrekt med Kc?

Brugbart svar (0)

Svar #3
14. oktober 2007 af Kemiersjov (Slettet)

Du bestemmer selv om du vil bruge K, Kc eller Kp eller noget helt andet - blot husk ENHED på K, så det tydelig fremgår, hvilken definition på K du anvender.

Brugbart svar (0)

Svar #4
14. oktober 2007 af lottefar (Slettet)

#1 Med de oplysninger du har givet angiver du ligevægtskonstanten som en funktion af temperaturen.

#3 Hvordan vil du få en enhed på ligevægtskonstaten når den er defineret som produktoperatoren på aktiviteterne opløftet i deres støkiometriske koefficienter? Aktivititen er jo netop defineret som noget enhedsløst og du skal da lave et eller anden høker kemiregning for at få en enhed på den.

Brugbart svar (0)

Svar #5
16. oktober 2007 af Kemiersjov (Slettet)

Aktiviteten angivet som:

a = c*gamma

hvor "gamma" er den dimensionsløse aktivitetskoefficient

bliver enheden for a den samme som for c.

Tilsvarende for gasser, tryk og fugacitet

Brugbart svar (0)

Svar #6
16. oktober 2007 af lottefar (Slettet)

Og med c mener du vel molbrøk, som er dimensionsløs, hvilket holder aktiviteten enhedsløs.

Brugbart svar (0)

Svar #7
16. oktober 2007 af frodo (Slettet)

aktiviteten _er_ enhedsløs.

du skal dele med en standardenhed i dit udtryk for aktiviteten.

Svar #8
16. oktober 2007 af Kvika (Slettet)

Tak for alle svarene.

Er ikke rigtig med på, hvordan jeg angiver ligevægtskonstanten ud fra temperaturen #1, hvad mener du med dette?

/Kvika

Brugbart svar (0)

Svar #9
16. oktober 2007 af frodo (Slettet)

Den termodynamiske ligevægtkonstant kan ikke bestemmes, da du for at beregne denne (tilnærmet) skal anvende temperaturen.

Du kan bestemme ligevægtskonstanten som funktion af temperaturen idet du kender sammenhængen mellem koncentrationen, trykket og temperaturen (idealgasloven).

Brugbart svar (0)

Svar #10
16. oktober 2007 af Kemiersjov (Slettet)

#6 & 7

Hvorfor det? - for opløsningningsmidler anvendes som oftest bolbrøk, men for opløste stoffer anvendes den molære koncentration.

Eksempel: pH er -log til H+ aktiviteten - anvener du da molbrøk eller den molære koncentration?

Brugbart svar (0)

Svar #11
16. oktober 2007 af frodo (Slettet)

aktiviteten er defineret for at tage højde fra idealitetsafvigelser.
generelt set gennem ligningen:

u=u*+RT*ln(a)

hvor u=det kemiske potential
u*=standardværdien
og a=aktiviteten.

dvs at aktiviteten er nært knyttet sammen med valget af standardtilstand for forskellige specier. for opløste specier er dette 1M ideel opløsning, for gasser er det 1 bar(helt præcist d. ideale gas ved 1 bar), for væsker og faste stoffer er det det rene stof ved 1 bar (altså x=1)

derfor kommer det naturligt at indsætte tryk, koncentrationer og molbrøker afhængigt af hvad speciet er.

Så for at besvare spørgsmålet vedr. pH skal du her indsætte aktiviteten, som kan tilnærmes med den molære koncentration.

Svar nok?

Svar #12
16. oktober 2007 af Kvika (Slettet)

Dvs. jeg siger blot

P=nRT/V.

Jeg kender V, n og R.
P=0,00004157(bar/K)*T

K bliver da:

K=1/((0,00004157(bar/K)*T)^3

Er dette rigtigt?

/Kvika

Brugbart svar (0)

Svar #13
16. oktober 2007 af lottefar (Slettet)

#10 Dit eksempel viser egentligt bare at man normalt ikke har det så godt med matematisk nomenklatur i mange kemisammenhænge. Du har det problem at du får logaritmen til en koncentration, og det går ikke godt fordi log(mol) ikke giver nogen fysisk mening. Derfor normerer man normalt for at fjerne enhederne på aktivitet. Du har afaik glemt at normere, her i tilfældet hvor du bare anvender [H30+] hvor du skulle have anvendt [H30+]/1M, som #11 er inde på.

Brugbart svar (0)

Svar #14
16. oktober 2007 af frodo (Slettet)

#12: Ja, det er det bedste svar du kan give, med de oplysninger du får i opgaven. Bare husk at forklare at svaret ikke bliver bedre, da temperaturen ikke er kendt og den termodynamiske ligevægtskonstant defineret ved hjælp af trykket, som er kraftigt temperaturafhængigt.

Brugbart svar (0)

Svar #15
16. oktober 2007 af Marie+Louise (Slettet)

Øhm, det kan godt være det er forkert, men kan du ikke bare udregne Kc? Opgaven siger bare, at du skal udregne K, det kan jo være Kp, Kc eller noget helt tredje.

Brugbart svar (0)

Svar #16
16. oktober 2007 af frodo (Slettet)

Jep, men K er den termodynamiske ligevægtskonstant, som er baseret på definitionerne i #11, særligt er det for gasser trykket.

Brugbart svar (0)

Svar #17
16. oktober 2007 af Kemiersjov (Slettet)

Den nøjagtige definition på a havde jeg ikke helt fremme i hukommelsen, men hvad er så argumentet for, at K er dim.løs medens hastighedskonstanter (k) ikke er?. Her er det vel strengt taget også a og ikke f.eks. koncentrationen, der indgår.

Svar #18
16. oktober 2007 af Kvika (Slettet)

´Vil det sige, at jeg ved gasser SKAL anvende Kp?

Hvad så, hvis jeg har en reaktion, der både indeholder produkter og reaktanter, der er på gas- og væskeform, skal ligevægtskonstanten da være en blanding af Kp og Kc? Eller hvordan er ligevægtskonstanten for sådan en reaktion?

/Kvika

Brugbart svar (0)

Svar #19
16. oktober 2007 af Marie+Louise (Slettet)

#16 Ja, det har du ret i!

Undskyld jeg lige kaprer din tråd, Kvika, men kunne I lige kort forklare, hvad der menes med aktivitet? I #5 står der at aktivitet er defineret som a = c*gamma, hvor c er molbrøken og gamma er "den dimensionsløse aktivitetskoefficient," hvad menes der med det?

Brugbart svar (0)

Svar #20
16. oktober 2007 af frodo (Slettet)

#17: kinetik er ikke termodynamik, og termodynamikkens konklusioner kan ikke videreføres hertil.

I kinetiske ligninger er det reelt koncentrationer der indgår og ikke aktiviteter.
Jeg kan ikke komme med en slående årsag hertil, udover at det er to forskellige discipliner, der ikke umiddelbart kan sammenføres.

#18: Hvis du har en "blandingsreaktion" skal du både anvende molbrøker, koncentrationer og tryk.

Forrige 1 2 Næste

Der er 33 svar til dette spørgsmål. Der vises 20 svar per side. Spørgsmålet kan besvares på den sidste side. Klik her for at gå til den sidste side.