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以下の反応の平衡定数は、SO2 0.03 O2 0.05およびH2S 0.15の31.25であり、H2Oの濃度は何ですか?

次の反応について平衡定数について尋ねています。

2h₂s(g) + 3o₂(g)⇌2h₂o(g) + 2so₂(g)

平衡状態でのH₂Oの濃度を決定する方法は次のとおりです。

1。平衡定数(k)を理解します

平衡定数(k)は、平衡状態での反応物に対する生成物の比率を示しています。 与えられた反応については、次のように定義されています。

k =[h₂o]²[so₂]² / [h₂s]²[o₂]³

2。 アイステーブルをセットアップ

氷(初期、変化、平衡)テーブルを使用して情報を整理し、未知の濃度を解決します。

| | h₂s| o₂| H₂O| so₂|

| ----- | ------- | ------- | ------- | ------ |

| i | 0.15 | 0.05 | 0 | 0.03 |

| c | -2x | -3x | +2x | +2x |

| E | 0.15-2x | 0.05-3x | 2x | 0.03+2x |

* i(初期): 初期濃度が与えられます。

* c(変更): 「x」を使用して、平衡時の濃度の変化を表します。係数はh₂sとh₂oの場合は2、o₂では3であるため、それに応じて変化を調整します。

* e(平衡): 平衡濃度は「x」の観点から表されます。

3。 k式に置き換えます

氷のテーブルからの平衡濃度をk式に置き換えます。

31.25 =(2x)²(0.03 + 2x)² /(0.15-2x)²(0.05-3x)³

4。 「x」を解決します

この方程式は、直接解くのに非常に複雑です。これが簡素化されたアプローチです:

* 仮定: Kは大きいため、反応が製品側に大きくシフトすると仮定します。これは、「X」がH₂SおよびO₂の初期濃度と比較して比較的小さくなることを意味します。 「-2x」および「-3x」の用語を無視することにより、分母を簡素化できます。

31.25≈(2x)²(0.03 + 2x)² /(0.15)²(0.05)³

* x:を解決します 「x」の単純化された方程式を解きます。これには、いくつかの代数的操作が含まれます。

5。 H₂Oの平衡濃度を計算します

「x」の値が得られたら、それをh₂oの平衡式に置き換えます。

[h₂o] =2x

重要なメモ:

*方程式を簡素化するために行われた仮定は、特にKがそれほど大きくない場合、何らかのエラーを導入する可能性があります。

*より正確なソリューションが必要な場合は、単純化なしに元の方程式を解決する必要があります。これには数値的な方法が必要になる場合があります。

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