[scheikunde]

lothrie

Gegeven is 5 mol H₂, 3 mol I₂ en 1 mol HI

(alledrie gassen)

De temperatuur wordt gegeven door 448 graden celcius (of dus 721 Kelvin)

de evenwichtsconstante K = 50,5

Vraag: Bereken de molfracties van de reactie in evenwicht

H₂ + I₂ --> 2 HI

dus:

K = p(HI)² /( p(H₂) * p(I₂)) = 50,5

en dit zou je kunnen omvormen tot K = X(HI)² / (X(H₂) * X(I₂) )

met X de molfracties (en tussen haakjes van welke stof..)

1= X(HI) + X(I₂) + X (H₂)

Maar ik heb dus geen idee hoe dat ik verder moet zoeken..

En of ik al juist bezig ben, want ik heb eigenlijk niets gedaan met de temperatuur, of de gegeven mol bovenaan..

Kunnen jullie mij verder helpen?

Jona444

Zoek eerst uit wat er zal gebeuren: zal er HI worden bijgevormd of niet? (reactie naar rechts of links?)

Dan een tabel opstellen.

H2 (mol/l) I2 (mol/l) 2 HI (mol/l)

Begin

Afname

toename

Evenwicht

het begin het aantal mol in het begin, dan kijk je wat afneemt en toeneemt (let op, 2HI is 2x)!!!

Bij evenwicht krijg je dus het aantal mol van de beginsituatie - of + het aantal mol dat verloren is gegeaan. Haal uit de evenwichtssituatie de x. Daarna de molfracties berekenen.

lothrie

Jona444 schreef:Zoek eerst uit wat er zal gebeuren: zal er HI worden bijgevormd of niet? (reactie naar rechts of links?)

Dan een tabel opstellen.

H2 (mol/l) I2 (mol/l) 2 HI (mol/l)

Begin

Afname

toename

Evenwicht

het begin het aantal mol in het begin, dan kijk je wat afneemt en toeneemt (let op, 2HI is 2x)!!!

Bij evenwicht krijg je dus het aantal mol van de beginsituatie - of + het aantal mol dat verloren is gegeaan. Haal uit de evenwichtssituatie de x. Daarna de molfracties berekenen.

Dus vermits je van vijf mol en 3 mol naar 1 mol gaat gaat de reactie naar rechts en wordt er meer HI bijgevormd.

begin :

H2 = 5

I2 = 3

HI = 1

Afname

H2 = -4

I2 = -2

toename

HI = +1

En hoe stel je hier een evenwicht voor?

(Sorry, maar we hebben totaal geen voorbeeldoefeningen, en dat is niet zo simpel dan..)

Marko

Wie zegt dat je van 5 en 3 naar 1 mol gaat en dus 4 en 2 mol kwijtraakt? Dat kan per definitie niet, want H₂ en I₂ reageren in een verhouding 1:1.

Je begint met 5 mol H₂, 3 mol I₂ en 1 mol HI. In evenwicht zijn deze hoeveelheden anders, maar de totale hoeveelheid H-atomen en de totale hoeveelheid I-atomen blijft altijd gelijk. Voor beide kun je dus een zogenaamde massabalans opstellen. Voor H-atomen wordt dat:

2*N_{H2, voor} + N_{HI, voor} = 2*N_{H2, na} + N_{HI, na}

waarbij "voor" dus de beginsituatie is, en "na" de situtatie in evenwicht, en N staat voor de hoeveelheid stof. De factor 2 uiteraard omdat elke mol H₂ 2 mol H-atomen bevat.

Op deze manier heb je dus 2 vergelijkingen die hoeveelheden stof beschrijven. Je hebt met de evenwichtsvoorwaarde een vergelijking die drukken relateert. Samen met de temperatuur en de ideale gaswet moet je een en ander kunnen relateren.

Jona444

Dus vermits je van vijf mol en 3 mol naar 1 mol gaat gaat de reactie naar rechts en wordt er meer HI bijgevormd.

Vergelijk de KC met de QC. De QC zijn de beginconcentraties en de KC evenwichtsconcentraties. Het voorspellen van de richting van een reactie, dat heb je vast wel al gezien,vermits je er nu een oefening op maakt. In dit geval was je gok de juiste, de reactie gaat naar rechts. Je mag je echter nooit basseren jouw quote.

H2

Begin: 5 mol/l

Afname: x

toename:

Evenwicht : 5-x

I2

Begin: 3 mol/l

Afname: x

toename:

Evenwicht : 3-x

HI

Begin: 1 mol/l

Afname:

toename: 2x

Evenwicht : 2x+1

je hebt de Kc, nu moet je daar de x uithalen.

Kc=

\(\frac{(2x+1)²}{(5-x)*(3-x)}\)

\(50.5\)

=

\(\frac{(2x+1)²}{(5-x)*(3-x)}\)

Breng het ene lid over naar het andere, dan wordt het een vierkantsvergelijking. Indien je daar de x hebt uitgehaald, steek je ze in het evenwicht.

lothrie

Marko schreef:Wie zegt dat je van 5 en 3 naar 1 mol gaat en dus 4 en 2 mol kwijtraakt? Dat kan per definitie niet, want H₂ en I₂ reageren in een verhouding 1:1.

Je begint met 5 mol H₂, 3 mol I₂ en 1 mol HI. In evenwicht zijn deze hoeveelheden anders, maar de totale hoeveelheid H-atomen en de totale hoeveelheid I-atomen blijft altijd gelijk. Voor beide kun je dus een zogenaamde massabalans opstellen. Voor H-atomen wordt dat:

2*N_{H2, voor} + N_{HI, voor} = 2*N_{H2, na} + N_{HI, na}

waarbij "voor" dus de beginsituatie is, en "na" de situtatie in evenwicht, en N staat voor de hoeveelheid stof. De factor 2 uiteraard omdat elke mol H₂ 2 mol H-atomen bevat.

Op deze manier heb je dus 2 vergelijkingen die hoeveelheden stof beschrijven. Je hebt met de evenwichtsvoorwaarde een vergelijking die drukken relateert. Samen met de temperatuur en de ideale gaswet moet je een en ander kunnen relateren.

Dus de methode die Jona444 voorschreef is niet geldig??

[N staat voor de hoeveelheid stof] --> bedoel je dan de concentratie per stof?

En hoe kom je aan je massa balans?

lothrie

Jona444 schreef:Vergelijk de KC met de QC. De QC zijn de beginconcentraties en de KC evenwichtsconcentraties. Het voorspellen van de richting van een reactie, dat heb je vast wel al gezien,vermits je er nu een oefening op maakt. In dit geval was je gok de juiste, de reactie gaat naar rechts. Je mag je echter nooit basseren jouw quote.

H2

Begin: 5 mol/l

Afname: x

toename:

Evenwicht : 5-x

I2

Begin: 3 mol/l

Afname: x

toename:

Evenwicht : 3-x

HI

Begin: 1 mol/l

Afname:

toename: 2x

Evenwicht : 2x+1

je hebt de Kc, nu moet je daar de x uithalen.

Kc=
\(\frac{(2x+1)²}{(5-x)*(3-x)}\)

\(50.5\)
=
\(\frac{(2x+1)²}{(5-x)*(3-x)}\)
Breng het ene lid over naar het andere, dan wordt het een vierkantsvergelijking. Indien je daar de x hebt uitgehaald, steek je ze in het evenwicht.

Ik vroeg me af of het kon dat je twee oplossingen voor x uitkomt? (want ze zijn beide positief)

x = 2,66 en x = 6,12

maar invullend in het evenwicht zou je dus kunnen zeggen dat x = 6,12 niet opgaat?

en het resultaat van je evenwicht is dan je molfractie bij evenwicht?

Dan enkel nog: Waarom is er geen rekening gehouden met de temperatuur op deze manier?

Marko

lothrie schreef:Dus de methode die Jona444 voorschreef is niet geldig??

[N staat voor de hoeveelheid stof] --> bedoel je dan de concentratie per stof?

Nee, N staat voor de hoeveelheid. Concentraties kun je alleen berekenen als je het volume kent. De methode van Jona klopt dus inderdaad niet, want hij neemt aan dat alles plaatsvindt in een volume van 1 liter, en dat is niet gegeven. Wel gegeven is de temperatuur, en zonder verdere toevoegingen, moet je er dan maar vanuit gaan dat die constant blijft.

En hoe kom je aan je massa balans?

Dat heb ik toch voorgedaan voor H? Dan kun je het toch zelf voor I?

lothrie

Marko schreef:Nee, N staat voor de hoeveelheid. Concentraties kun je alleen berekenen als je het volume kent. De methode van Jona klopt dus inderdaad niet, want hij neemt aan dat alles plaatsvindt in een volume van 1 liter, en dat is niet gegeven. Wel gegeven is de temperatuur, en zonder verdere toevoegingen, moet je er dan maar vanuit gaan dat die constant blijft.

Dat heb ik toch voorgedaan voor H? Dan kun je het toch zelf voor I?

maar door mijn ideale gaswet toe te passen per stof, deel ik in mijn evenwicht zoiezo zowel volume als temperatuur weg.

Op jouw manier kom ik aan nHI = 0,43 (of 195,269 ma da lijkt me wat groot)

wat geeft:

molfractie van

HI = 0,0477

I2 = 0,365

H2 = 0,587

Is dat niet wat klein?

En waarom mag je als referentie dan niet nemen dat het volume gelijk is aan 1 liter?

Vermits ze alledrie in hetzelfde volume zitten deelt dat zich toch weg?

lothrie schreef:maar door mijn ideale gaswet toe te passen per stof, deel ik in mijn evenwicht zoiezo zowel volume als temperatuur weg.

Op jouw manier kom ik aan nHI = 0,43 (of 195,269 ma da lijkt me wat groot)

wat geeft:

molfractie van

HI = 0,0477

I2 = 0,365

H2 = 0,587

Is dat niet wat klein?

En waarom mag je als referentie dan niet nemen dat het volume gelijk is aan 1 liter?

Vermits ze alledrie in hetzelfde volume zitten deelt dat zich toch weg?

Ahnee oej,

de som is gelijk aan 1

Sorry..

lothrie

okee,

laatste vraag hierbij (negeer mijn vorige twee maar..)

Maar dus: waarom mag je je massabalans op die manier opstellen?

en is je massabalans dan uitgedrukt in mol, of in massa (gram)

dus met andere woorden bedoel je met 2N(H2) voor + N(HI) voor

2*5mol + 1 mol (want dan snap ik niet waarom die factor twee daar staat.. want 5 mol = aantal mol van H2, niet van H)

of bedoel je 2*5mol * M(H2) + 1 mol * M(HI)

en M is dus zo de som van de atoommassa's?

Wij hebben de massabalans enkel gezien met concentraties, en dan nog wordt die nooit gebruikt, omdat er altijd voldoende vergelijkingen zijn, dus ik weet niet goed...

Marko

De term "massabalans" kan inderdaad verwarrend zijn. Het is feitelijk een "materiaalbalans" en wat je doet is stellen dat het aantal atomen van een bepaald soort nooit verandert. Op ieder moment, voor, tijdens en na het instellen van het evenwicht, moet de hoeveelheid, in mol dus, H-atomen hetzelfde zijn (idem voor I-atomen).

Elk molecuul H₂ bevat 2 H-atomen, vandaar de factor 2. Voor, tijdens en na de reactie zijn er dus 2*5+1 = 11 mol H-atomen, en 2*3+1=7 mol I-atomen.

Het is inderdaad zo dat in dit geval het volume wegvalt (de concentratiebreuk is dimensieloos), maar dan nog is het beter om "V" te gebruiken in je vergelijkingen, dan te laten zien dat die wegvalt, en vervolgens alles op te lossen, in plaats van "1 liter" in te vullen voor V. Volumes vallen immers niet per definitie weg in de concentratiebreuk. Voor de rest komt de methode van Jona op hetzelfde neer, want "iets x stellen" is hetzelfde als een massabalans maken, en het antwoord dat eruit komt is in dit geval dan ook goed.

Voor de goede orde: De p-tjes in je evenwichtsvoorwaarde kun je natuurlijk (aannemende dat het ideale gassen zijn) ook schrijven als N_iRT/V, dus als *RT. (met i de relevante stoffen, H₂, I₂ en HI). Dan schrijf je je evenwichtsvoorwaarde om naar concentraties, en zie je meteen dat de temperatuur inderdaad wegvalt (had ik in eerste instantie ook niet gezien).

Ik weet niet hoe je aan de andere getallen bent gekomen die je gaf, kan dus ook niet zien waar de fout zit.

lothrie

Marko schreef:De term "massabalans" kan inderdaad verwarrend zijn. Het is feitelijk een "materiaalbalans" en wat je doet is stellen dat het aantal atomen van een bepaald soort nooit verandert. Op ieder moment, voor, tijdens en na het instellen van het evenwicht, moet de hoeveelheid, in mol dus, H-atomen hetzelfde zijn (idem voor I-atomen).

Elk molecuul H₂ bevat 2 H-atomen, vandaar de factor 2. Voor, tijdens en na de reactie zijn er dus 2*5+1 = 11 mol H-atomen, en 2*3+1=7 mol I-atomen.

is dat dan niet net 11 mol I-atomen en 7 mol H-atomen?

dus dat je aantal mol I-atomen = 2*N(H2)voor + N(HI)voor = 2*N(H2)na + N(H2)na ?

en toch nog voor die factor 2.. er is toch gegeven dat het aantal mol (H2) gelijk is aan 5, en niet het aantal mol H-atomen?

Marko

is dat dan niet net 11 mol I-atomen en 7 mol H-atomen?

Er is gegeven dat er wordt begonnen met 5 mol H₂ en 3 mol I₂, dus nee .

dus dat je aantal mol I-atomen = 2*N(H2)voor + N(HI)voor = 2*N(H2)na + N(H2)na ?

Nee, want de hoeveelheid I-atomen wordt bepaald door de hoeveelheden die je hebt van de stoffen waar I-atomen inzitten. Als ik 2 soorten bakjes heb, rode en groene, en ik weet dat er in rode bakjes 2 ballen zitten, en in groene bakjes 1, dan bepaal ik het totaal aantal ballen op de volgende manier:

N_ballen = 2*N_{rode bakjes} + N_{groene bakjes}

Hetzelfde voor massabalansen, alleen zijn de ballen atomen en de bakjes moleculen.

en toch nog voor die factor 2.. er is toch gegeven dat het aantal mol (H2) gelijk is aan 5, en niet het aantal mol H-atomen?

Maar je weet toch dat ieder H₂ molecuul 2 H-atomen bevat? Daarom is de formule toch ook H₂?? Dan weet je dus ook dat (aan het begin van de reactie) het totaal aantal H-atomen in H₂ moleculen 2*5 mol is, en dat daar nog 1 mol bijkomt van de H-atomen in HI moleculen. Totaal 11 mol dus.

lothrie

heb hem eindelijk door.

En de twee methodes geven de zelfde uitkomst..

Dank je wel voor de superhandige uitleg!

(en nu hopen dat ik net die vraag krijg morgen op mn examen!!)

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[scheikunde]

[scheikunde]

Re: [scheikunde]

Re: [scheikunde]

Re: [scheikunde]

Re: [scheikunde]

Re: [scheikunde]

Re: [scheikunde]

Re: [scheikunde]

Re: [scheikunde]

Re: [scheikunde]

Re: [scheikunde]

Re: [scheikunde]

Re: [scheikunde]

Re: [scheikunde]