MolDraw › Scheikundetools › ICE-tabel en evenwichtsoplosser

ICE-tabelcalculator en evenwichtsoplosser

Kort gezegd: deze ICE-tabelcalculator neemt een kloppende reactie, de beginconcentraties of -drukken en K, en lost x exact op. Hij toont de volledige tabel met I, C en E, de vergelijking, de 5%-controle voor de benadering met kleine x, de evenwichtshoeveelheden en naar welke kant de reactie verschuift. Het is gratis en werkt in je webbrowser.

Typ een reactie zoals N2O4(g) ⇌ 2NO2(g) en voer beginhoeveelheden en K in. Vaste stoffen en zuivere vloeistoffen worden automatisch uit K weggelaten. Je kunt werken met concentraties, mol in een volume of partiële drukken, K opgeven als Kc of Kp, en overschakelen naar K bepalen uit evenwichtsgegevens om de andere kant op te rekenen.

Snel antwoord: 0,500 M H₂ en 0,500 M I₂ bij 430 °C met Kc = 54,3: 54,3 = (2x)² / (0,500 − x)², dus x = 0,393 M. Bij evenwicht is [HI] = 0,787 M en [H₂] = [I₂] = 0,107 M.

ICE-tabelmethode en formules

aA + bB ⇌ cC + dD Kc = [C]^c [D]^d / ([A]^a [B]^b) Kp = Kc (RT)^Δn I: begin (initial) C: verandering (change; beginstoffen −νx, producten +νx) E: evenwicht (equilibrium) = I + C
  1. Maak de vergelijking kloppend en noteer de fase van elk deeltje. Vaste stoffen (s) en zuivere vloeistoffen (l), zoals water als oplosmiddel, laat je weg uit K.
  2. Bepaal de richting. Bereken Q uit de beginhoeveelheden. Q < K betekent dat de reactie naar rechts verloopt, Q > K dat ze naar links verloopt.
  3. Vul de ICE-tabel in. Elke verandering is de stoichiometrische coëfficiënt maal x.
  4. Vul de rij E in K in en los x op. De tool lost de volledige vergelijking op (een vierkantsvergelijking of een veelterm van hogere graad) en houdt de enige wortel over waarbij elke hoeveelheid nul of groter blijft.
  5. Controleer de 5%-regel als je de vereenvoudiging hebt gebruikt waarbij je x naast een beginhoeveelheid verwaarloost.

Wanneer de benadering voor kleine x werkt

OpgaveKExacte xBenaderde x% van beginBenadering OK?
0,10 M azijnzuur1.8 × 10⁻⁵1,33 × 10⁻³ M1,34 × 10⁻³ M1.3%Ja
0,0400 M N₂O₄4.63 × 10⁻³6,25 × 10⁻³ M6,80 × 10⁻³ M17%No
1,00 atm PCl₅1,05 (Kp)0,626 atm1,02 atm102%No

Vuistregel: als beginconcentratie ÷ K groter is dan ongeveer 400, is x meestal kleiner dan 5%.

Kp en Kc

Δn telt alleen gassen. Met R = 0,08206 L·atm/(mol·K) is Kp in atm-eenheden; met R = 0,08314 L·bar/(mol·K) in bar-eenheden. Als Δn = 0, zoals bij H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dan is Kp = Kc.

Uitgewerkte voorbeelden

H₂ + I₂ ⇌ 2HI bij 430 °C

0,500 M H₂ en 0,500 M I₂, Kc = 54,3.

54,3 = (2x)² / (0,500 − x)². Neem de wortel: 2x / (0,500 − x) = 7,369.

x = 0,393 M: [HI] = 0,787 M, [H₂] = [I₂] = 0,107 M

N₂O₄ ⇌ 2NO₂ bij 25 °C

0,0400 M N₂O₄, Kc = 4,63 × 10⁻³.

4x² + 4,63 × 10⁻³ x − 1,852 × 10⁻⁴ = 0. De vereenvoudiging geeft 6,80 × 10⁻³ M, dat is 17% van 0,0400 M, dus ze faalt.

x = 6,25 × 10⁻³ M: [NO₂] = 0,0125 M, [N₂O₄] = 0,0337 M

Zwak zuur: 0,10 M azijnzuur

Ka = 1,8 × 10⁻⁵. Water is een vloeistof en wordt weggelaten.

x² / (0,10 − x) = 1,8 × 10⁻⁵. Vereenvoudiging: x ≈ √(1,8 × 10⁻⁶) = 1,34 × 10⁻³ M (1,3%, geldig).

[H₃O⁺] = 1,33 × 10⁻³ M, pH = 2,88

Ontleding van PCl₅ bij 250 °C

P(PCl₅) = 1,00 atm aan het begin, Kp = 1,05.

x² / (1,00 − x) = 1,05, dus x² + 1,05x − 1,05 = 0.

x = 0,626 atm: P(PCl₅) = 0,374 atm. Kc = 1,05 / (0,08206 × 523,15) = 0,0245

Haber-proces bij 472 °C

1,00 M N₂, 3,00 M H₂, Kc = 0,105.

0,105 = (2x)² / [(1,00 − x)(3,00 − 3x)³]. Dit is een vierdegraadsvergelijking, dus los die numeriek op.

x = 0,353 M: [NH₃] = 0,705 M, [N₂] = 0,647 M, [H₂] = 1,94 M

K bepalen uit één evenwichtshoeveelheid

1,00 mol H₂ en 1,00 mol I₂ in 2,00 L geven bij evenwicht 1,56 mol HI.

[HI] = 0,780 M, dus x = 0,390 M en [H₂] = [I₂] = 0,110 M.

Kc = 0,780² / 0,110² = 50,3

Veelgemaakte fouten

De moleculen in je evenwicht tekenen? Schets beginstoffen, producten en reactiepijlen in MolDraw, een gratis online editor voor chemische structuren.

MolDraw-editor openen

Veelgestelde vragen

Hoe stel ik een ICE-tabel op?

Schrijf de kloppende reactievergelijking op. Vul de rij I met de beginconcentraties of -drukken. In de rij C verandert elk deeltje met zijn coëfficiënt maal x: min voor beginstoffen en plus voor reactieproducten. De rij E is I plus C. Vul de rij E in de uitdrukking voor K in en los x op.

Wanneer mag ik de benadering voor kleine x gebruiken?

Alleen als K klein is vergeleken met de beginhoeveelheden. Los op met x verwaarloosd en controleer daarna dat x minder dan 5% is van elke beginhoeveelheid waarvan het is afgetrokken. Voor 0,10 M azijnzuur met Ka = 1,8 × 10⁻⁵ is x 1,3% van 0,10 M, dus de vereenvoudiging is prima. Voor 0,0400 M N2O4 met Kc = 4,63 × 10⁻³ is het 17%, dus je moet de vierkantsvergelijking oplossen.

Waarom laat je vaste stoffen en zuivere vloeistoffen weg uit K?

Hun activiteit is 1, omdat hun concentratie tijdens de reactie niet verandert. CaCO3(s), CaO(s) en H2O(l) als oplosmiddel komen dus niet in de uitdrukking voor K, al moet er wel wat vaste stof aanwezig zijn om het evenwicht te laten bestaan.

Hoe reken ik Kp om naar Kc?

Gebruik Kp = Kc(RT)^Δn, met Δn het aantal mol gasvormige producten min het aantal mol gasvormige beginstoffen, R = 0,08206 L·atm/(mol·K) en T in kelvin. Voor N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 bij 745 K is Δn = −2, dus Kp = 0,105 × (61,15)^−2 = 2,81 × 10⁻⁵.

Wat vertelt de vergelijking van Q en K?

Q is dezelfde verhouding als K, maar met de huidige hoeveelheden. Is Q kleiner dan K, dan verloopt de reactie naar rechts en ontstaan meer producten. Is Q groter dan K, dan verloopt ze naar links. Is Q gelijk aan K, dan is het mengsel al in evenwicht.

Hoe bepaal ik K uit evenwichtshoeveelheden?

Vul de evenwichtsconcentraties in de uitdrukking voor K in. Ken je alleen de beginhoeveelheden en één evenwichtshoeveelheid, gebruik dan dat deeltje om x te vinden, vul de rest van de ICE-tabel in en bereken daarna K. Voorbeeld: 1,00 mol H2 en 1,00 mol I2 in 2,00 L geven 1,56 mol HI, dus Kc = 0,780² / 0,110² = 50,3.

Gerelateerde scheikundetools

Wil je de volledige methode met meer voorbeelden? Lees de gids voor ICE-tabellen en evenwichten. Moleculen schetsen voor een verslag? Teken chemische structuren online met MolDraw.

Laatst bijgewerkt: