4.5 ÁóêÞóåéò çìéêþò éóïññïðßáò ìå åðßäñáóç óôç èýóç éóïññïðßáò Óôéò áóêþóåéò ìå åðßäñáóç óôç èýóç ìéáò éóïññïðßáò ãßíåôáé áíáöïñü óå ðåñéóóüôåñåò áðü ìßá èýóåéò éóïññïðßáò. Ïé èýóåéò éóïññïðßáò åßíáé äéáäï éêýò äçëáäþ, óå Ýíá óýóôçìá óùìüôùí ôï ïðïßï âñßóêåôáé óå éóïññïðßá, ìåôáâüëëåôáé êüðïéïò Þ êüðïéïé áðü ôïõò ðáñüãïíôåò (óõíôåëåóôýò) ôçò éóïññïðßáò. Ìåèïäïëïãßá Åñãáæüìáóôå ùñéóôü óå êüèå èýóç çìéêþò éóïññïðßáò ðïõ Ý ïõìå, óýìöùíá ìå ôç ìåèïäïëïãßá ðïõ ñçóéìïðïéþèçêå óôçí ðñïçãïýìåíç åíüôçôá. ÐñïóÝ ïõìå ôá åîþò: 1. Óôçí áñ éêþ èýóç ôçò çìéêþò éóïññïðßáò ðñïóäéïñßæïõìå: ôá mol ôùí óùìüôùí óôç èýóç ôçò çìéêþò éóïññïðßáò êáé ôç óôáèåñü ôçò çìéêþò éóïññïðßáò c, áí ç èåñìïêñáóßá äéáôçñåßôáé óôáèåñþ. Éó ýåé üôé: «¼ôáí ç èåñìïêñáóßá äéáôçñåßôáé óôáèåñþ, óõíäåôéêü êñßêï ìåôáîý ôùí ðïóïôþôùí ôùí óùìüôùí óå äéáöïñåôéêýò èýóåéò ôçò éóïññïðßáò áðïôåëåß ç óôáèåñü ôçò çìéêþò éóïññïðßáò c».. Óôç äåýôåñç èýóç ôçò çìéêþò éóïññïðßáò: Áñ éêýò ðïóüôçôåò åßíáé ïé ðïóüôçôåò ôùí óùìüôùí ôçò áñ éêþò èýóçò éóïññïðßáò, áöïý ëüâïõìå õðüøç êáé ôéò ðïóüôçôåò ðïõ ôõ üí Ý ïõí ðñïóôåèåß Þ áöáéñåèåß. Ç ôõ üí ìåôáôüðéóç ôçò áñ éêþò èýóçò éóïññïðßáò ðñïóäéïñßæåôáé åßôå ìå ôçí áñ Þ Le Chatelier, åßôå ìå ôï ðçëßêï áíôßäñáóçò (Q c), åßôå ìå êáôüëëçëï äåäïìýíï ôçò åêöþíçóçò. Á. ÌåôáâïëÞ ôçò óõãêýíôñùóçò óå Ýíá Þ ðåñéóóüôåñá óþìáôá ôçò éóïññïðßáò Óå áõôþ ôçí ðåñßðôùóç, óôï äï åßï ðïõ åðéêñáôåß çìéêþ éóïññïðßá ìåôáâüëëïõìå ôçí ðïóüôçôá åíüò Þ ðåñéóóüôåñùí óùìüôùí óôï ìåßãìá. 0
ÊÅÖÁËÁÉÏ 4 ÌÜèáìå üôé: á. ç áýîçóç óôç óõãêýíôñùóç åíüò óþìáôïò ôçò éóïññïðßáò Á ìåôáôïðßæåé ôç èýóç ôçò éóïññïðßáò ðñïò ôçí êáôåýèõíóç üðïõ ôï óþìá Á áíôéäñü. â. ç ìåßùóç óôç óõãêýíôñùóç åíüò óþìáôïò ôçò éóïññïðßáò Á ìåôáôïðßæåé ôç èýóç ôçò éóïññïðßáò ðñïò ôçí êáôåýèõíóç üðïõ ôï óþìá Á ðáñüãåôáé. óêçóç 4.5.1 Óôïõò è C óå äï åßï L åðéêñáôåß ç éóïññïðßá: PCl5(g) PCl(g) + Cl(g) Ôï ìåßãìá ôçò éóïññïðßáò ðåñéý åé óõíïëéêü 6 mol áåñßùí ôá ïðïßá âñßóêïíôáé óå éóïìïñéáêýò ðïóüôçôåò ìåôáîý ôïõò. Óôç óõíý åéá äéáôçñåßôáé óôáèåñþ ç èåñìïêñáóßá êáé åéóüãåôáé óôï äï åßï ðïóüôçôá PCl 5. MåôÜ ôçí áðïêáôüóôáóç ôçò éóïññïðßáò óôï äï åßï, ôï Cl Ý åé óõãêýíôñùóç 0, Ì. Ná õðïëïãßóåôå ôá mol ôïõ PCl 5 ðïõ ðñïóôýèçêáí óôï ìåßãìá ôçò éóïññïðßáò. ÁðÜíôçóç ïõìå áíáöïñü óå äýï äéáäï éêýò êáôáóôüóåéò. ÊáôÜóôáóç (É) PCl 5(g) PCl(g) + Cl (g) ÈÝóç çìéêþò éóïññïðßáò mol x x x Ôï ìåßãìá ôçò éóïññïðßáò ðåñéý åé óõíïëéêü 6 mol áåñßùí, Üñá éó ýåé: x+x+x=6 Þ x=6 Þ x= Να θυμηθούμε Aíôéêáèéóôïýìå óôç óôáèåñü ôçò çìéêþò Ç óôáèåñü c áðïôåëåß óõíäåôéêü êñßêï ìåôáîý ôùí äýï éóïññïðßáò ôéò óõãêåíôñþóåéò ôùí óùìüôùí óôç èýóç ôçò çìéêþò éóïññïðßáò (V = L, ï üãêïò ôïõ äï åßïõ): äéáäï éêþí êáôáóôüóåùí, [PCl ] [Cl ] c Þ åöüóïí ç èåñìïêñáóßá äéáôçñåßôáé óôáèåñþ. c Þ c =0, [PCl 5 ] 04
4.5 ÁÓÊÇÓÅÉÓ ÇÌÉÊÇÓ ÉÓÏÑÑÏÐÉÁÓ ÌÅ ÅÐÉÄÑÁÓÇ ÓÔÇ ÈÅÓÇ ÉÓÏÑÑÏÐÉÁÓ áôüóôáóç (ÉÉ) Ïñßæïõìå ôéò áñ éêýò ðïóüôçôåò óå mol. óôù üôé åéóüãïíôáé óôï ìåßãìá ôçò êáôüóôáóçò (èýóçò) éóïññïðßáò y mol PCl 5. Óõíåðþò, áñ éêü ãéá ôç íýá êáôüóôáóç Ý ïõìå +ymolpcl 5, mol PCl, mol Cl. Ðñïóäéïñßæïõìå ôçí êáôåýèõíóç ðñáãìáôïðïßçóçò ôçò áíôßäñáóçò. Ìå ôçí ðñïóèþêç ôùí y mol PCl 5 áõîþèçêå ç óõãêýíôñùóç ôïõ PCl 5. Ç èýóç ôçò çìéêþò éóïññïðßáò äéáôáñü èçêå êáé, óýìöùíá ìå ôçí áñ Þ Le Chatelier, ìåôáôïðßæåôáé ðñïò ôá äåîéü, üðïõ áíôéäñü ï PCl 5 êáé ðñïêáëåßôáé åëüôôùóç ôçò óõãêýíôñùóþò ôïõ. óôù üôé áíôéäñïýí ù mol PCl 5. PCl 5(g) PCl(g) + Cl(g) Áñ éêü mol +y Aíôéäñïýí/ðáñÜãïíôáé mol ù +ù +ù ÈÝóç çìéêþò éóïññïðßáò mol +y ù +ù +ù Óôï ìåßãìá ôçò íýáò èýóçò éóïññïðßáò ôï Cl Ý åé óõãêýíôñùóç 0, Ì. Éó ýåé: n c Þ 0, = +ù Þ =+ù Þ ù=1 V Aíôéêáèéóôïýìå óôç óôáèåñü ôçò çìéêþò éóïññïðßáò ôéò óõãêåíôñþóåéò ôùí óùìüôùí óôç èýóç ôçò çìéêþò éóïññïðßáò (V = L, ï üãêïò ôïõ äï åßïõ): c [PCl ] [Cl ] Þ 0, [PCl 5 ] 1+y Þ +y=9 Þ y=,5 ÅðïìÝíùò ðñýðåé íá åéóá èïýí óôï äï åßï,5 mol PCl 5. ÅöáñìïãÞ 4.5. Óôïõò è C óå äï åßï L åðéêñáôåß ç éóïññïðßá: COCl (g) CO (g) +Cl (g) Ôï ìåßãìá ôçò éóïññïðßáò ðåñéý åé mol COCl, 4 mol CO êáé mol Cl. Óôç óõíý åéá äéáôçñåßôáé óôáèåñþ ç èåñìïêñáóßá êáé åéóüãåôáé óôï äï åßï ðïóüôçôá COCl.Aí 05
4.6 ÃÅÍÉÊÅÓ ÁÓÊÇÓÅÉÓ ÇÌÉÊÇÓ ÉÓÏÑÑÏÐÉÁÓ ÁóêÞóåéò ìå äýï éóïññïðßåò óôïí ßäéï þñï ïé ïðïßåò Ý ïõí êïéíü óþìá ¼ôáí óå Ýíá äï åßï áðïêáèßóôáíôáé äýï éóïññïðßåò ïé ïðïßåò Ý ïõí êïéíü óþìá, áëëçëåðéäñïýí ìåôáîý ôïõò. Ç ìéá éóïññïðßá åðçñåüæåé ôçí Üëëç. Ð..: N (g) + Ç (g) NÇ (g) CO (g) + Ç (g) CH OH (g) Ìåèïäïëïãßá Åñãáæüìáóôå óôéò äýï éóïññïðßåò ðïõ Ý ïõìå, óýìöùíá ìå ôç ìåèïäïëïãßá ðïõ ñçóéìïðïéþèçêå óôéò ðñïçãïýìåíåò åíüôçôåò. ÐñïóÝ ïõìå ôá åîþò: 1. Óôçí êüèå èýóç éóïññïðßáò ôá mol ôïõ êïéíïý óþìáôïò åßíáé ôï Üèñïéóìá ôùí mol ôçò êüèå éóïññïðßáò ùñéóôü.. Óôçí Ýêöñáóç êüèå óôáèåñüò c ç óõãêýíôñùóç ôïõ êïéíïý óþìáôïò åßíáé ìßá ç ïëéêþ óõãêýíôñùóç (ôá ïëéêü mol äéü ôïõ üãêïõ ôïõ äï åßïõ óå L). óêçóç 4.6.5 íá äï åßï üãêïõ V 1 = 8 L ðåñéý åé ìåßãìá Í,COêáéÇ óýóôáóçò 0% v/v N, 0% v/v CO êáé 60% v/v H. Ôï ìåßãìá óôïõò 7 C áóêåß ðßåóç atm. á. Íá õðïëïãßóåôå ôïí áñéèìü mol êüèå óõóôáôéêïý ôïõ ìåßãìáôïò. â. ºóç ðïóüôçôá ôïõ ðáñáðüíù ìåßãìáôïò åéóüãåôáé óå äï åßï üãêïõ V = 1 L óôïõò 17 C ìå áðïôýëåóìá íá áðïêáèßóôáíôáé ïé éóïññïðßåò: N (g) + Ç (g) NÇ (g) (Ê c1 =4) CO (g) + Ç(g) CHOH(g) (Êc) Ôï ìåßãìá ôçò éóïññïðßáò ðåñéý åé 1 mol/l H. Íá õðïëïãßóåôå: i. ôá ôåëéêü mol êüèå áåñßïõ óôï äï åßï êáé ii. ôçí ôéìþ ôçò óôáèåñüò Ê c. ÁðÜíôçóç Äï åßï üãêïõ V 1 =8L Måßãìá Í,COêáéÇ óýóôáóçò 0% v/v N, 0% v/v CO êáé 60% v/v H : V V V Í CÏ H,Üñáèáåßíáé n n n Í CÏ H x 0 0 60 1 1 ñá: x mol N, x mol CO êáé x mol H. Ãéá ôï ìåßãìá éó ýåé: 5
ÊÅÖÁËÁÉÏ 4 pïë. Vïë. =nïë. R T Þ 8=5x 0,08 00 Þ x=mol á. mol N, mol CO êáé 6 mol H. Äï åßï üãêïõ V =1L Ïñßæïõìå ôéò áñ éêýò ðïóüôçôåò óå mol. ïõìå mol N, mol CO êáé 6 mol H. Í + Ç ÍÇ Áñ éêü mol 6 Aíôéäñïýí/ðáñÜãïíôáé mol ù ù +ù ÈÝóç çìéêþò éóïññïðßáò mol ù 6 ù y ù CO + Ç CÇOH Áñ éêü mol 6 Aíôéäñïýí/ðáñÜãïíôáé mol y y +y ÈÝóç çìéêþò éóïññïðßáò mol y 6 ù y y [Ç ] = 1 mol/l, Üñá: 6 ù y=1 Þ 5=ù+y (1) Aíôéêáèéóôïýìå óôç óôáèåñü ôçò çìéêþò éóïññïðßáò, ðïõ ãíùñßæïõìå, ôéò óõãêåíôñþóåéò ôùí óùìüôùí óôç èýóç ôçò çìéêþò éóïññïðßáò (V = 1 L, ï üãêïò ôïõ äï åßïõ): c1 [NÇ ] (ù) Þ 4 [N ][Ç ] ( ù) 1 ù Þ 1 ù ù=ù Þ ù + ù =0 Þ ù=1mol Ç ó Ýóç (1) äßíåé: 5=+y Þ =y Þ y=1mol. â. i. Óôï ìåßãìá ôçò éóïññïðßáò õðüñ ïõí: 1=1molN, 1 mol H, mol NH, 1=1molCO êáé 1molCHOH ii. Áíôéêáèéóôïýìå óôç óôáèåñü ôçò Üëëçò éóïññïðßáò êáé âñßóêïõìå: c [CÇ OH] Þ [CO][Ç ] c 1 Þ c 1 1 1 Þ 6