Stała równowagi kiedy jest ciało stałe

1. Poprzedni post był już za długi

Trochę Was wymęczyłem ostatnio, przyznaję bez bicia. A najgorsze, że została nam jeszcze jedna, ale za to naprawdę drobna kwestia.

Musimy jeszcze osobno rozpatrzeć reakcje tak zwane heterogeniczne, czyli takie w których pojawiają się różne stany skupienia. Konkretnie chodzi o takie, w których będzie ciało stałe.

Weźmy na przykład reakcję rozkładu węglanu wapnia :

CaCO3 (s)   ⟶   CaO(s)  +  CO2 (g)

Mogłoby się wydawać, że stała równowagi będzie wyglądać tak :

\displaystyle K = \frac{[CaO][CO_{2}]}{CaCO_{3}}

A w rzeczywistości wygląda tak :

\displaystyle K = [CO_{2}]

Ciał stałych nie uwzględnia się w wyrażeniu na stałą równowagi.

Losowy nauczyciel.

Bądźmy przez chwilę ambitni i zastanówmy się, dlaczego tak jest ?

2. Dlaczego ciał stałych nie uwzględnia się w stałej równowagi ?

O, bardzo dobre pytanie! Otóż chodzi o to, że stężenie ciała stałego zależy jedynie od jego gęstości. Co ciekawe, Ty już to doskonale wiesz. Wyobraź sobie, że bierzesz kawałek metalicznego żelaza i przecinasz go na pół. Czy teraz stężenie żelaza w obu częściach dwukrotnie się zmniejszyło? Lub inaczej zadane pytanie – czy gęstość żelaza w obu kawałkach jest teraz inna? Oczywiście nie!

Zobaczmy wzory na stężenie molowe i gęstość :

\displaystyle c = \frac{n}{V}

\displaystyle  d = \frac{m}{V}

Zobacz, że dzieląc ten kawałek żelaza na dwie równe części, dwukrotnie zmniejszamy jego objętość, ale też i masę (a co za tym idzie liczbę moli). A jako, że stężenie i gęstość to stosunek moli/masy do objętości, to ten stosunek pozostaje ciągle taki sam.

Myślę, że ten obrazek naprawdę pomoże to zrozumieć :

Czemu stężenie i gęstość ciała stałego pozostaje taka sama?

Ideą stałej równowagi jest to, żeby zawierało się w niej wszystko, co się nie zmienia. Dlatego to już zostało tam uwzględnione.

SiCl4  +  2Zn   ⟶   2ZnCl2  +  Si

\displaystyle K = \frac{[ZnCl_{2}]^{2}}{[SiCl_{4}]]}

2NaHCO3   ⟶   Na2CO3  +  H2O  +  CO2

\displaystyle K = [H_{2}O][CO_{2}]

Leave a Reply

%d bloggers like this: