Концентрации оксида серы (iv) и кислорода до реакции были соответственно равны 0,03 м и 0,015 м. при равновесии концентрация оксида серы (iv) стала равной 0,01 м. вычислите равновесные концентрации кислорода, оксида серы (vi) и константу равновесия: so2 +o2 ↔ so3
SO2 + O2 ↔ SO3
Изначально у нас были заданы концентрации оксида серы (IV) и кислорода:
[SO2] = 0,03 М
[O2] = 0,015 М
При равновесии концентрация оксида серы (IV) стала равной 0,01 М:
[SO2] = 0,01 М
Нам нужно вычислить равновесные концентрации кислорода ([O2]), оксида серы (VI) ([SO3]) и константу равновесия.
Для решения этой задачи нам нужно использовать принцип Ле Шателье, который гласит, что если воздействовать на равновесную систему изменением какого-либо фактора, система будет смещаться в сторону, противоположную этому изменению, чтобы восстановить равновесие.
В данном случае, если концентрация оксида серы (IV) уменьшилась, система будет смещаться в направлении образования большего количества оксида серы (VI). То есть, равновесная концентрация SO3 будет больше, а концентрации SO2 и O2 будут меньше.
Пусть равновесные концентрации оксида серы (VI), кислорода и оксида серы (IV) будут соответственно [SO3], [O2] и [SO2].
Так как у нас это реакция газов, то можем использовать стехиометрию реакции и уравнение идеального газа PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
В уравнении реакции 1 моль SO2 + 1 моль O2 образуют 1 моль SO3.
Тогда можно написать баланс исходных и равновесных концентраций:
Исходные: [SO2] + [O2] = 0,03 М + 0,015 М = 0,045 М
Равновесные: [SO3] + [SO2] + [O2] = 0,01 М + [SO2] + [O2]
Так как соотношение 1:1:1, то когда изменяется [SO2] и [O2], [SO3] также будет изменяться на ту же величину.
Изначально у нас [SO2] + [O2] = 0,045 М, а при равновесии [SO2] = 0,01 М. Значит, изменение = 0,045 М - 0,01 М = 0,035 М.
Так как концентрация SO3 будет также изменяться на 0,035 М, то равновесная концентрация [SO3] = 0,035 М.
Теперь мы можем вычислить равновесную концентрацию кислорода [O2]:
[SO3] + [SO2] + [O2] = 0,01 М + [SO2] + [O2]
0,035 М + 0,01 М + [O2] = 0,045 М
[O2] = 0,045 М - 0,045 М + 0,01 М
[O2] = 0,01 М
Таким образом, равновесная концентрация кислорода [O2] равна 0,01 М.
Наконец, мы можем вычислить равновесную концентрацию оксида серы (VI) [SO3]:
[SO3] + [SO2] + [O2] = 0,01 М + [SO2] + [O2]
[SO3] + 0,01 М + 0,01 М = 0,045 М
[SO3] = 0,045 М - 0,01 М - 0,01 М
[SO3] = 0,025 М
Значит, равновесная концентрация оксида серы (VI) [SO3] равна 0,025 М.
Наконец, мы можем вычислить константу равновесия (K) используя формулу:
K = ([SO3]/([SO2] * [O2]))^(количество молей продуктов / количество молей реагентов)
В нашем случае, количество молей продуктов (SO3) равно 1, количество молей реагентов (SO2 и O2) также равно 1:
K = (0,025 М / (0,01 М * 0,01 М))^1
K = (0,025 М / 0,0001 М^2) ^ 1
K = 250
Таким образом, константа равновесия (K) равна 250.