MolDraw › Narzędzia chemiczne › Tabela ICE i rozwiązywanie równowag

Kalkulator tabeli ICE i rozwiązywanie równowag

W skrócie: ten kalkulator tabeli ICE przyjmuje uzgodnioną reakcję, stężenia lub ciśnienia początkowe i K, a potem dokładnie oblicza x. Pokazuje pełną tabelę I, C i E, równanie, test 5% dla skrótu małego x, ilości równowagowe oraz kierunek przesunięcia reakcji. Jest darmowy i działa w przeglądarce.

Wpisz reakcję, np. N2O4(g) ⇌ 2NO2(g), podaj ilości początkowe i K. Ciała stałe i czyste ciecze są automatycznie pomijane w K. Możesz pracować na stężeniach, molach w danej objętości lub ciśnieniach cząstkowych, podać K jako Kc lub Kp i przełączyć na Wyznacz K z danych równowagowych, aby liczyć w drugą stronę.

Krótka odpowiedź: 0,500 M H₂ i 0,500 M I₂ w 430 °C z Kc = 54,3: 54,3 = (2x)² / (0,500 − x)², więc x = 0,393 M. W stanie równowagi [HI] = 0,787 M, a [H₂] = [I₂] = 0,107 M.

Metoda tabeli ICE i wzory

aA + bB ⇌ cC + dD Kc = [C]^c [D]^d / ([A]^a [B]^b) Kp = Kc (RT)^Δn I: początkowe C: zmiana (substraty −νx, produkty +νx) E: równowagowe = I + C
  1. Uzgodnij równanie i zanotuj stan skupienia każdej substancji. Ciała stałe (s) i czyste ciecze (l), np. woda jako rozpuszczalnik, są pomijane w K.
  2. Ustal kierunek. Oblicz Q z ilości początkowych. Q < K oznacza, że reakcja biegnie w prawo, Q > K – że w lewo.
  3. Wypełnij tabelę ICE. Każda zmiana to współczynnik stechiometryczny razy x.
  4. Wstaw wiersz E do K i oblicz x. Narzędzie rozwiązuje pełne równanie, kwadratowe lub wyższego stopnia, i zachowuje jedyny pierwiastek, przy którym każda ilość jest równa zeru lub większa.
  5. Sprawdź regułę 5%, jeśli użyłeś skrótu pomijającego x obok ilości początkowej.

Kiedy działa przybliżenie małego x

ZadanieKx dokładnex przybliżone% wartości początkowejSkrót OK?
0,10 M kwas octowy1.8 × 10⁻⁵1,33 × 10⁻³ M1,34 × 10⁻³ M1.3%Tak
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

Szybka reguła: jeśli stężenie początkowe ÷ K jest większe niż ok. 400, x zwykle nie przekracza 5%.

Kp i Kc

Δn liczy tylko gazy. Z R = 0,08206 L·atm/(mol·K) Kp jest w jednostkach atm; z R = 0,08314 L·bar/(mol·K) w jednostkach bar. Gdy Δn = 0, jak dla H₂ + I₂ ⇌ 2HI, Kp = Kc.

Rozwiązane przykłady

H₂ + I₂ ⇌ 2HI w 430 °C

0,500 M H₂ i 0,500 M I₂, Kc = 54,3.

54,3 = (2x)² / (0,500 − x)². Wyciągnij pierwiastek: 2x / (0,500 − x) = 7,369.

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

N₂O₄ ⇌ 2NO₂ w 25 °C

0,0400 M N₂O₄, Kc = 4,63 × 10⁻³.

4x² + 4,63 × 10⁻³ x − 1,852 × 10⁻⁴ = 0. Skrót daje 6,80 × 10⁻³ M, czyli 17% z 0,0400 M, więc zawodzi.

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

Słaby kwas: 0,10 M kwas octowy

Ka = 1,8 × 10⁻⁵. Woda jest cieczą i zostaje pominięta.

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

[H₃O⁺] = 1,33 × 10⁻³ M, pH = 2,88

Rozkład PCl₅ w 250 °C

P(PCl₅) = 1,00 atm na początku, Kp = 1,05.

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

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

Proces Habera w 472 °C

1,00 M N₂, 3,00 M H₂, Kc = 0,105.

0,105 = (2x)² / [(1,00 − x)(3,00 − 3x)³]. To równanie czwartego stopnia, więc rozwiązuje się je numerycznie.

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

Wyznaczanie K z jednej ilości równowagowej

1,00 mol H₂ i 1,00 mol I₂ w 2,00 L dają w stanie równowagi 1,56 mol HI.

[HI] = 0,780 M, więc x = 0,390 M i [H₂] = [I₂] = 0,110 M.

Kc = 0,780² / 0,110² = 50,3

Częste błędy

Rysujesz cząsteczki ze swojej równowagi? Naszkicuj substraty, produkty i strzałki reakcji w MolDraw, darmowym edytorze struktur chemicznych online.

Otwórz edytor MolDraw

Najczęściej zadawane pytania

Jak ułożyć tabelę ICE?

Zapisz uzgodnione równanie. Wypełnij wiersz I stężeniami lub ciśnieniami początkowymi. W wierszu C każda substancja zmienia się o swój współczynnik razy x: minus dla substratów i plus dla produktów. Wiersz E to I plus C. Wstaw wiersz E do wyrażenia na K i oblicz x.

Kiedy mogę zastosować przybliżenie małego x?

Tylko gdy K jest małe w porównaniu z ilościami początkowymi. Rozwiąż z pominięciem x, a potem sprawdź, czy x jest mniejsze niż 5% każdej ilości początkowej, od której je odjęto. Dla 0,10 M kwasu octowego z Ka = 1,8 × 10⁻⁵ x stanowi 1,3% z 0,10 M, więc skrót jest w porządku. Dla 0,0400 M N2O4 z Kc = 4,63 × 10⁻³ to 17%, więc trzeba rozwiązać równanie kwadratowe.

Dlaczego ciała stałe i czyste ciecze pomija się w K?

Ich aktywność wynosi 1, bo ich stężenie nie zmienia się w trakcie reakcji. Dlatego CaCO3(s), CaO(s) i H2O(l) jako rozpuszczalnik nie występują w wyrażeniu na K, choć pewna ilość ciała stałego musi być obecna, aby równowaga istniała.

Jak przeliczyć Kp na Kc?

Użyj Kp = Kc(RT)^Δn, gdzie Δn to liczba moli gazowych produktów minus liczba moli gazowych substratów, R = 0,08206 L·atm/(mol·K), a T jest w kelwinach. Dla N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 w 745 K Δn = −2, więc Kp = 0,105 × (61,15)^−2 = 2,81 × 10⁻⁵.

Co mówi porównanie Q i K?

Q to ten sam stosunek co K, ale z bieżącymi ilościami. Jeśli Q jest mniejsze od K, reakcja przesuwa się w prawo, tworząc więcej produktów. Jeśli Q jest większe od K, przesuwa się w lewo. Jeśli Q równa się K, mieszanina jest już w stanie równowagi.

Jak wyznaczyć K z ilości równowagowych?

Wstaw stężenia równowagowe do wyrażenia na K. Jeśli znasz tylko ilości początkowe i jedną ilość równowagową, użyj tej substancji do wyznaczenia x, uzupełnij resztę tabeli ICE i oblicz K. Przykład: 1,00 mol H2 i 1,00 mol I2 w 2,00 L dają 1,56 mol HI, więc Kc = 0,780² / 0,110² = 50,3.

Powiązane narzędzia chemiczne

Chcesz pełną metodę z większą liczbą przykładów? Przeczytaj przewodnik po tabeli ICE i równowagach. Potrzebujesz narysować cząsteczki do sprawozdania? Rysuj struktury chemiczne online w MolDraw.

Ostatnia aktualizacja: