שאלות לימוד

1. מצב איזון

קבוע שיווי משקל

חישוב ריכוזי שיווי משקל

שינוי בשיווי משקל כימי. העיקרון של לה שאטלייר

1. מצב איזון

תגובות שמתקיימות באותם תנאים בו זמנית בכיוונים מנוגדים נקראות הפיכות..

קחו בחשבון תגובה הפיכה המתרחשת במערכת סגורה

קצב התגובה הישירה מתואר במשוואה:

pr = ק pr [A] [B],

איפה pr הוא קצב התגובה הישירה;

ק pr הוא קבוע הקצב של התגובה הישירה.

עם הזמן, הריכוזים של הריאגנטים אבלו בְּירידה, קצב התגובה יורד (איור 1, עקומה וכו).

תגובה בין אבלו בְּמוביל להיווצרות חומרים גו ד, שהמולקולות שלו בהתנגשויות יכולות לתת שוב חומרים אבלו בְּ.

קצב התגובה ההפוכה מתואר על ידי המשוואה:

arr = ק arr [C] [D],

איפה arr הוא קצב התגובה ההפוכה;

ק arr הוא קבוע הקצב של התגובה ההפוכה.

כמו ריכוזי החומרים גו דעלייה, קצב התגובה ההפוכה עולה (איור 1, עקומה arr).

איור.1. שינוי בשיעורי התגובות קדימה ואחורות בזמן

שעות נוספות קצבי התגובות קדימה ואחורה הופכים להיות שווים:

pr = arr

מצב זה של המערכת נקרא מצב שיווי משקל .

במצב של שיווי משקל, הריכוזים של כל משתתפיו מפסיקים להשתנות עם הזמן . ריכוזים כאלה נקראים מְאוּזָן .

שיווי משקל כימי – זה איזון דינמי.הקביעות של ריכוזי החומרים הנמצאים במערכת סגורה היא תוצאה של תהליכים כימיים מתמשכים. קצבי התגובות קדימה ואחורה אינם שווים לאפס, אך הקצב הנצפה של התהליך שווה לאפס.

השוויון בין שיעורי התגובות קדימה ואחורה הוא המצב הקינטי של שיווי משקל כימי.

2. קבוע שיווי משקל

כאשר שיעורי התגובות קדימה ואחורה שווים

pr = arr

שוויון הוגן

ק pr [A] [B] = ק arr [C] [D],

איפה [ א], [ב], [מ], [ד] הם ריכוזי שיווי משקל של חומרים.

מכיוון שקבועי הקצב אינם תלויים בריכוזים, ניתן לכתוב את השוויון בצורה שונה:

היחס בין קבועי הקצב של התגובות קדימה ואחורה ( ק וכו / ק arr ) נקרא הקבוע של שיווי משקל כימי:

ניתן לקבוע שיווי משקל כימי אמיתי רק אם כל השלבים היסודיים של מנגנון התגובה נמצאים בשיווי משקל. לא משנה כמה מורכבים מנגנוני התגובות הישירות וההפוכות, אבל במצב של שיווי משקל הם חייבים להבטיח את המעבר הסטוכיומטרי של חומרי המוצא לתוצרי התגובה ובחזרה. המשמעות היא שהסכום האלגברי של כל שלבי התהליך שווה למשוואת התגובה הסטוכיומטרית, כלומר. מקדמים סטוכיומטריים הם סכום המולקולריות של כל שלבי המנגנון.

לתגובה מורכבת

aA + bB  cC + dD

K c =

עבור אותה טמפרטורה, היחס בין מכפלת ריכוזי שיווי משקל של תוצרי תגובה בחזקות השווים למקדמים סטוכיומטריים למכפלת ריכוזי שיווי משקל של חומרי מוצא בחזקות השווה למקדמים סטוכיומטריים הוא ערך קבוע.

זהו הניסוח השני של חוק הפעולה ההמונית.

הביטוי לקבוע שיווי המשקל של תגובה הטרוגנית כולל רק את ריכוזי החומרים בשלב הנוזל או הגז, שכן ריכוזי המוצקים נשארים, ככלל, קבועים.

לדוגמה, הביטוי לקבוע שיווי המשקל של התגובה הבאה

CO 2 (g) + C (טלוויזיה)  2CO (g)

כתוב כך:

ל c =
.

משוואת קבוע שיווי המשקל מראה שבתנאי שיווי משקל, הריכוזים של כל החומרים המשתתפים בתגובה קשורים זה בזה. הערך המספרי של קבוע שיווי המשקל קובע מה היחס בין הריכוזים של כל המגיבים צריך להיות בשיווי משקל.

שינוי בריכוז של כל אחד מהחומרים הללו גורר שינוי בריכוזים של כל שאר החומרים. כתוצאה מכך נוצרים ריכוזים חדשים, אך היחס ביניהם תואם שוב את קבוע שיווי המשקל.

הערך של קבוע שיווי המשקל תלוי ב אופי המגיבים והטמפרטורה.

קבוע שיווי משקל מבוטא במונחים של ריכוזים מולרים של מגיבים ( לעם) וקבוע שיווי המשקל מבוטא במונחים של לחצים חלקיים של שיווי המשקל ( לר) (ראה "יסודות התרמודינמיקה הכימית"), קשורים זה בזה על ידי היחסים:

לר= קעםRT  , קג = קר / (RT)  ,

כאשר  הוא השינוי במספר השומות הגזים בתגובה.

השינוי הסטנדרטי באנרגיה של גיבס הוא

G T = - RTב קע,

G T =  ח – ט  ס.

לאחר השוואת החלקים הנכונים של המשוואות:

- RTב קע =  ח – ט  ס

ב ק ר = -  ח / ( RT) +  ס/ ר .

המשוואה לא רק קובעת את סוג התלות של הקבוע בטמפרטורה, אלא גם מראה שהקבוע נקבע על פי אופי החומרים המגיבים.

קבוע שיווי המשקל אינו תלוי בריכוזים (כמו גם בקבוע הקצב של התגובה), במנגנון התגובה, באנרגיית ההפעלה ובנוכחות של זרזים.. שינוי במנגנון, למשל, עם הכנסת זרז, אינו משפיע על הערך המספרי של קבוע שיווי המשקל, אלא משנה כמובן את הקצב שבו מגיעים למצב שיווי המשקל.

למורים בבתי ספר תיכוניים, לתלמידי אוניברסיטאות פדגוגיות ולילדי כיתות ט'-י' שהחליטו להתמסר לכימיה ולמדעי הטבע

ספר לימוד · בְּעָיָה · סדנת מעבדה · סיפורים מדעיים לקריאה

§ 3.2. קבוע שיווי משקל
ופוטנציאל איזובארי של התגובה

ניתן למצוא בקלות את קבוע שיווי המשקל מערכו של הפוטנציאל האיזוברי, אשר מחושב מנתונים טבלאיים על האנטלפיה של היווצרות והאנטרופיה של חומרי המוצא ותוצרי התגובה.

תזדקק לנוסחה זו כאשר תצטרך לחשב את קבוע שיווי המשקל של התגובה הנבדקת.

במדריך זה, אנו משתדלים לא לתת נוסחאות מוכנות, אלא לגזור אותן באמצעות השיטות הפשוטות ביותר של לוגיקה מתמטית, ולכן הגזירה של נוסחה זו מובאת להלן. לאחר קריאת חומר זה, תכירו את הייצוגים הפשוטים ביותר של תורת ההסתברות, עם האנטרופיה של ההפעלה וכו'.

לא רק אנרגיית ההפעלה קובעת את קצב התגובה הכימית. תפקיד עצום ממלא בגודל ובצורה של המולקולות המגיבות וסידור האטומים התגובתיים או קבוצותיהם בהם. בהקשר זה, כאשר שני חלקיקים מתנגשים, הכיוון הספציפי שלהם חשוב, כלומר המגע של אותם מרכזים שהם תגובתיים.

הבה נסמן את ההסתברות לכיוון של מולקולות הנחוצות לאינטראקציה בהתנגשות כ-W:

הלוגריתם הטבעי של W כפול בקבוע הגז R נקרא אנטרופיית ההפעלה S a:

מביטוי זה נובע:

מאיפה, לפי הגדרת הלוגריתם, אנו מקבלים את ההסתברות לכיוון הנדרש:

ככל שההסתברות לכיוון הדרוש להתקדמות התגובה גדולה יותר, כך הקצב שלה גבוה יותר, ובהתאם, קבוע הקצב, שניתן לכתוב:

מוקדם יותר למדנו שקבוע הקצב תלוי באנרגיית ההפעלה ובטמפרטורה:

לפיכך, קבוע הקצב תלוי באנרגיית ההפעלה, בטמפרטורה ובאנטרופיית ההפעלה:

אנו מציגים את מקדם המידתיות Z ונשים את סימן השוויון:

הביטוי המתקבל נקרא המשוואה הבסיסית של קינטיקה כימית.

משוואה זו מסבירה כמה היבטים של קטליזה: הזרז מוריד את אנרגיית ההפעלה של התגובה ומגביר את האנטרופיה של ההפעלה, כלומר, מגדיל את ההסתברות לכיוון החלקיקים המגיבים המתאים לאינטראקציה.

מעניין לציין שהאנטרופיה של ההפעלה לוקחת בחשבון לא רק כיוון מסוים של חלקיקים, אלא גם את משך המגע ברגע ההתנגשות. אם משך מגע החלקיקים קצר מאוד, אז לצפיפות האלקטרונים שלהם אין זמן להתחלק מחדש ליצירת קשרים כימיים חדשים, והחלקיקים, הדוחים, מתפצלים לכיוונים שונים. הזרז גם מגדיל באופן משמעותי את זמן המגע של החלקיקים המגיבים.

תכונה נוספת של הפעולה הקטליטית היא שהזרז לוקח עודף אנרגיה מהחלקיק החדש שנוצר, והוא אינו מתפרק לחלקיקים המקוריים בשל פעילותו האנרגטית הגבוהה.

אתה יודע שקבוע שיווי המשקל הוא היחס בין קבועי הקצב של התגובות קדימה ואחורה:

הבה נחליף את קבועי הקצב של התגובות קדימה ואחורה בביטויים של המשוואה הבסיסית של קינטיקה כימית:

היחס בין שני מקדמי המידתיות Z pr / Z arr הוא ערך קבוע שנכניס לערך קבוע שיווי המשקל, ולכן הוא יישאר, כמו קודם, קבוע.

אם אתה זוכר את כללי הפעולה עם פונקציות אקספוננציאליות, תבין את הטרנספורמציה של הנוסחה:

בהתאם לחוק הס, ההבדל בין אנרגיות ההפעלה של התגובות ההפוכות והישירות הוא שינוי באנטלפיה (וודא זאת על ידי שרטוט דיאגרמת האנטלפיה של תגובה המתמשכת עם שחרור החום, ולא לשכוח שבמקרה זה ד ח< 0 ):

באופן דומה, ההבדל לציין ד ס:

הסבר מדוע יש סימן מינוס לפני הסוגריים.

נקבל את המשוואה:

בואו ניקח את הלוגריתם של שני הצדדים של המשוואה הזו:

איפה אנחנו משיגים:

המשוואה הזו כל כך חשובה לכימיה ולמדעים אחרים שסטודנטים זרים רבים לכימיה לובשים חולצות עם הנוסחה הזו עליהן.

אם ד גמבוטא ב-J/mol, אז הנוסחה לובשת את הצורה:

לנוסחה זו יש תכונה אחת: אם קבוע שיווי המשקל נקבע באמצעות הלחצים של חומרים גזים, אז הלחצים של חומרים אלה באטמוספרות מוחלפים בביטוי של קבוע שיווי המשקל (1 atm \u003d 101325 Pa \u003d 760 מ"מ כספית).

נוסחה זו מאפשרת ערך ידוע ד גתגובה, לחשב את קבוע שיווי המשקל וכך לגלות את הרכב מערכת שיווי המשקל בטמפרטורה נתונה. הנוסחה מראה שככל שקבוע שיווי המשקל גבוה יותר וככל שתערובת תגובת שיווי המשקל מכילה יותר תוצרי תגובה (חומרים בצד ימין של משוואת התגובה), כך השינוי בפוטנציאל האיזוברי של התגובה שלילי יותר. ולהיפך, ככל שהערך של קבוע שיווי המשקל נמוך יותר וככל שתערובת שיווי המשקל מכילה פחות תוצרי תגובה וככל שיש יותר חומרים מוצאים, כך הערך השלילי קטן יותר. ד ג.

כאשר קבוע שיווי המשקל גדול מ-1 והפוטנציאל האיזוברי שלילי, נהוג לומר ששיווי המשקל מוסט לכיוון תוצרי התגובה, או ימינה. כאשר קבוע שיווי המשקל קטן מ-1 והפוטנציאל האיזוברי חיובי, נהוג לומר ששיווי המשקל מוסט לכיוון חומרי המוצא, או שמאלה.

כאשר קבוע שיווי המשקל שווה ל-1, הפוטנציאל האיזוברי שווה ל-0. מצב זה של המערכת נחשב לגבול בין הסטת שיווי המשקל ימינה או שמאלה. כאשר עבור תגובה נתונה השינוי בפוטנציאל האיזוברי שלילי ( ד ג<0 ), נהוג לומר שהתגובה יכולה להתקדם בכיוון קדימה; אם DG>0, אומרים שהתגובה לא חולפת.

בדרך זו,

ד ג<0 - התגובה יכולה להתרחש (אפשרית מבחינה תרמודינמית);

ד ג<0 , לאחר מכן ק>1- שיווי המשקל מוסט לכיוון המוצרים, ימינה;

DG>0, לאחר מכן ל<1 - שיווי המשקל מוסט לכיוון חומרי המוצא, שמאלה.

אם אתה צריך לברר אם התגובה שאתה מעוניין בה אפשרית (למשל, כדי לברר אם הסינתזה של הצבע הרצוי אפשרית, האם הרכב המינרל הנתון יסוטר, השפעת החמצן האטמוספרי על הצבע וכו' .), זה מספיק כדי לחשב עבור תגובה זו ד ג. אם יתברר שהשינוי בפוטנציאל האיזוברי שלילי, הרי שהתגובה אפשרית, וניתן לערבב חומרי מוצא שונים לקבלת התוצר הרצוי.

קראו מה צריך לעשות כדי לחשב את השינוי בפוטנציאל האיזוברי ובקבוע שיווי המשקל בטמפרטורות שונות (אלגוריתם חישוב).

1. כתוב מטבלאות ההתייחסות את הערכים (עבור טמפרטורה של 298 K) של האנטלפיות של היווצרות מחומרים פשוטים ד ה עררואנטרופיה סכל החומרים הכתובים במשוואה של תגובה כימית. אם ד ה עררמבוטא ב-kJ/mol, יש להמיר אותם ל-J/mol (למה?).

2. חשב את שינוי האנטלפיה בתגובה (298 K) כהפרש בין סכום האנטלפיות להיווצרות התוצרים לבין סכום האנטלפיות להיווצרות חומרי המוצא, תוך התחשבות במקדמים הסטוכיומטריים:

3. חשב את שינוי האנטרופיה בתגובה (298 K) כהפרש בין סכום האנטרופיות של התוצרים לסכום האנטרופיות של חומרי המוצא, תוך התחשבות במקדמים הסטוכיומטריים:

4. צור משוואה לתלות השינוי בפוטנציאל האיזוברי בשינויים באנטלפיה של התגובה, האנטרופיה והטמפרטורה, תוך החלפת הערכים המספריים שהתקבלו זה עתה במשוואה המוכרת לך ד Н r-tionו ד ס:

5. חשב את השינוי בפוטנציאל האיזוברי בטמפרטורה סטנדרטית של 298 K:

6. בסימן ד ג, 298 לעשות מסקנה לגבי האפשרות להעביר את התגובה בטמפרטורה סטנדרטית: אם הסימן הוא "מינוס", הרי שהתגובה אפשרית מבחינה תרמודינמית; אם הסימן הוא "פלוס", אז התגובה בלתי אפשרית.

7. לספור ד גבטמפרטורה T שאתה מעוניין בה:

ולהסיק כיצד השינוי בטמפרטורה משפיע על האפשרות להעביר את התגובה. אם יתברר שבטמפרטורה זו השינוי בפוטנציאל האיזוברי הפך לפחות חיובי או שלילי יותר בהשוואה ל D G 298, אם כן, בטמפרטורה זו התגובה הופכת סבירה יותר.

8. חשב את קבוע שיווי המשקל K מהמשוואה המוכרת לך בטמפרטורה T המעניינת אותך:

9. עשה מסקנה לגבי הסטת שיווי המשקל לכיוון חומרי המוצא (K<1) или в сторону продуктов (К>1).

להסיק שהתגובה יכולה להתקדם בערך שלילי של השינוי בפוטנציאל האיזוברי ( ד ג<0 ) נתונים תרמודינמיים לבדם לרוב אינם מספיקים. תגובה אפשרית מבחינה תרמודינמית עשויה להתברר כמעוכבת קינטית וניתנת לביצוע בתנאים משתנים (ריכוז חומרים, לחץ, טמפרטורה), דרך נתיבי תגובה אחרים, או בנוכחות זרז שנבחר כהלכה.

שקול את הדוגמה של התגובה של ברזל גבישי עם מים גזים (אדי מים):

כיצד לברר על האפשרות התרמודינמית של תגובה.

תגובה זו מעניינת בכך שהיא מראה את הסיבות לירידה בברק של מוצר מתכת ולהרס שלו מקורוזיה.

קודם כל, אנו בוחרים את המקדמים הסטוכיומטריים של משוואת התגובה:

הבה נכתוב מטבלאות הייחוס את הנתונים התרמודינמיים (טמפרטורה 298 K) עבור כל המשתתפים בתגובה:

חשב את שינוי האנטלפיה בתגובה זו, זכור שהאנטלפיה של חומרים פשוטים היא אפס:

אנו מבטאים את השינוי באנתלפיה ב-J:

התגובה מלווה בשחרור חום, Q>0, Q=+50 300 J/mol, וזה מאפשר להניח שהיא מתרחשת באופן ספונטני. עם זאת, אפשר לומר בביטחון שהתגובה היא ספונטנית רק לפי סימן השינוי בפוטנציאל האיזוברי.

בואו נחשב את השינוי באנטרופיה בתגובה זו, בלי לשכוח את המקדמים הסטוכיומטריים:

האנטרופיה של המערכת יורדת כתוצאה מהתגובה, ולכן ניתן לשים לב שמתרחשת עלייה בסדר במערכת.

כעת נרכיב את משוואת התלות של השינוי בפוטנציאל האיזוברי בשינויים באנטלפיה, באנטרופיה ובטמפרטורה:

הבה נחשב את השינוי בפוטנציאל האיזוברי בתגובה בטמפרטורה סטנדרטית של 298 K:

הערך השלילי הגבוה של השינוי בפוטנציאל האיזוברי מצביע על כך שניתן לחמצן ברזל על ידי חמצן בטמפרטורת החדר. אם הייתם יכולים להשיג את אבקת הברזל העדינה ביותר, הייתם רואים כיצד ברזל נשרף באוויר. מדוע מוצרי ברזל, פסלונים, מסמרים וכו' לא נשרפים באוויר? תוצאות החישוב מראות כי ברזל פוגע באוויר, כלומר, הוא נהרס והופך לתחמוצות ברזל.

עכשיו בואו נראה איך העלייה בטמפרטורה משפיעה על האפשרות להעביר תגובה זו. הבה נחשב את השינוי בפוטנציאל האיזוברי בטמפרטורה של 500 K:

התקבלה תוצאה שמראה כי עם עליית הטמפרטורה, השינוי בפוטנציאל האיזוברי של התגובה הופך לפחות שלילי. משמעות הדבר היא שעם עליית הטמפרטורה, התגובה הופכת פחות סבירה מבחינה תרמודינמית, כלומר, שיווי המשקל של התגובה עובר יותר ויותר לכיוון חומרי המוצא.

מעניין לדעת באיזו טמפרטורה מוסט שיווי המשקל באותה מידה לכיוון תוצרי התגובה ולכיוון חומרי המוצא. זה קורה מתי D G r-tion \u003d 0(קבוע שיווי המשקל הוא 1):

איפה אנחנו משיגים:

T=150300/168.2=894K, או 621 מעלות צלזיוס.

בטמפרטורה זו, סביר להניח שהתגובה תתקדם הן בכיוון קדימה והן בכיוון ההפוך. בטמפרטורות מעל 621 מעלות צלזיוס, התגובה ההפוכה של הפחתת Fe 3 O 4 עם מימן מתחילה לשלוט. תגובה זו היא אחת הדרכים להשיג ברזל טהור (במטאלורגיה, תחמוצות ברזל מופחתות עם פחמן).

בטמפרטורה של 298 K:

לפיכך, ככל שהטמפרטורה עולה, קבוע שיווי המשקל יורד.

תחמוצת ברזל Fe 3 O 4 נקראת מגנטיט (עפרת ברזל מגנטית). תחמוצת ברזל זו, בניגוד לתחמוצות FeO (wustite) ו-Fe 2 O 3 (המטיט), נמשכת על ידי מגנט. יש אגדה שבימי קדם מצא רועה צאן בשם מגנוס חלוק נחל מוארך קטן מאוד, אותו הניח עם ידיו השומן (למה זה חשוב?) על פני המים בקערה. חלוק הנחל לא טבע והתחיל לצוף על פני המים, ולא משנה איך הרועה סובב את הקערה, חלוק הנחל תמיד הצביע רק לכיוון אחד. כאילו המצפן הומצא כך, והמינרל קיבל את שמו משמו של הרועה הזה. אם כי, אולי, מגנטיט נקרא כך על שם העיר העתיקה של אסיה הקטנה - מגנזיה. מגנטיט הוא העפרה העיקרית שממנה כורים ברזל.

לפעמים נוסחת המגנטיט מתוארת באופן הבא: FeO Fe 2 O 3, מה שמרמז שמגנטיט מורכב משתי תחמוצות ברזל. זה שגוי: מגנטיט הוא חומר אינדיבידואלי.

תחמוצת Fe 2 O 3 נוספת (המטיט) - עפרת ברזל אדומה - נקראת כך בגלל צבעה האדום (בתרגום מיוונית - דם). ברזל מתקבל מהמטיט.

תחמוצת FeO כמעט ולא נמצאת בטבע ואין לה ערך תעשייתי.

קבוע שיווי משקל כימי

ניתן לחלק את כל התגובות הכימיות ל-2 קבוצות: תגובות בלתי הפיכות, כלומר. תגובות המתמשכות עד לצריכה מלאה של אחד החומרים המגיבים, ותגובות הפיכות שבהן אף אחד מהחומרים המגיבים אינו נצרך לחלוטין. זאת בשל העובדה שתגובה בלתי הפיכה ממשיכה רק בכיוון אחד. תגובה הפיכה יכולה להתקדם הן קדימה והן בכיוון ההפוך. למשל, התגובה

Zn + H 2 SO 4 ® ZnSO 4 + H 2

ממשיך עד להיעלמות מוחלטת של חומצה גופרתית או אבץ ואינו ממשיך בכיוון ההפוך: לא ניתן להשיג אבץ מתכתי וחומצה גופרתית על ידי העברת מימן לתמיסה מימית של אבץ גופרתי. לכן, תגובה זו היא בלתי הפיכה.

דוגמה קלאסית לתגובה הפיכה היא סינתזה של אמוניה מחנקן ומימן: N 2 + 3 H 2 ⇆ 2 NH 3.

אם מערבבים 1 מול חנקן ו-3 מול מימן בטמפרטורה גבוהה, אז גם לאחר זמן תגובה ארוך מספיק, לא רק תוצר התגובה (NH 3), אלא גם חומרי מוצא שאינם מגיבים (N 2 ו- H 2) יהיו נוכח בכור. אם באותם תנאים מכניסים לכור לא תערובת של חנקן ומימן, אלא אמוניה טהורה, אז לאחר זמן מה יתברר שחלק מהאמוניה התפרק לחנקן ומימן, כלומר. התגובה ממשיכה בכיוון ההפוך.

כדי להבין את טבעו של שיווי משקל כימי, יש צורך לשקול את שאלת שיעורי התגובות קדימה ואחורה. קצב תגובה כימית מובן כשינוי בריכוז החומר המוצא או תוצר התגובה ליחידת זמן. כאשר לומדים סוגיות של שיווי משקל כימי, ריכוזי החומרים מתבטאים במול/ליטר; ריכוזים אלה מציינים כמה מולים של מגיב נתון מכילים 1 ליטר מכלי. לדוגמה, ההצהרה "ריכוז אמוניה הוא 3 מול/ליטר" פירושה שכל ליטר מהנפח הנדון מכיל 3 מול אמוניה.

תגובות כימיות מתבצעות כתוצאה מהתנגשויות בין מולקולות, לכן, ככל שיש יותר מולקולות ביחידת נפח, כך מתרחשות התנגשויות ביניהן לעתים קרובות יותר, וקצב התגובה גדול יותר. לפיכך, ככל שריכוז המגיבים גדול יותר, קצב התגובה גדול יותר.

הריכוזים של החומרים ההתחלתיים במערכת (מערכת היא קבוצה של חומרים מגיבים) הם מקסימליים ברגע תחילת התגובה (בזמן t = 0). באותו רגע של תחילת התגובה, עדיין אין תוצרי תגובה במערכת, לכן קצב התגובה ההפוכה הוא אפס. כאשר החומרים הראשוניים מקיימים אינטראקציה זה עם זה, הריכוזים שלהם יורדים, וכתוצאה מכך, גם קצב התגובה הישירה יורד. הריכוז של תוצר התגובה עולה בהדרגה, ולכן גם קצב התגובה ההפוכה עולה. לאחר זמן מה, קצב התגובה קדימה הופך להיות שווה לקצב ההיפוך. מצב זה של המערכת נקרא מצב של שיווי משקל כימי (איור 5.1). אורז. 5.1 - שינוי בשיעורי התגובות קדימה ואחורות בזמן. במצב של כימיקלים

שיווי משקל במערכת אינו נצפה

אין שינוי גלוי.

כך, למשל, הריכוזים של כל החומרים יכולים להישאר ללא שינוי במשך זמן רב באופן שרירותי אם לא מופעלת השפעה חיצונית על המערכת. קביעות זו של ריכוזים במערכת במצב של שיווי משקל כימי אינה אומרת כלל על היעדר אינטראקציה והיא מוסברת על ידי העובדה שהתגובות קדימה ואחורה מתרחשות באותו קצב. מצב זה נקרא גם שיווי משקל כימי אמיתי. לפיכך, שיווי משקל כימי אמיתי הוא שיווי משקל דינמי.

יש להבחין בין שיווי משקל כוזב לבין שיווי משקל אמיתי. הקביעות של הפרמטרים של המערכת (ריכוזי חומרים, לחץ, טמפרטורה) היא סימן הכרחי אך לא מספיק לשיווי משקל כימי אמיתי. ניתן להמחיש זאת בדוגמה הבאה. האינטראקציה של חנקן ומימן עם היווצרות אמוניה, כמו גם פירוק אמוניה, ממשיכה בקצב ניכר בטמפרטורה גבוהה (כ-500 מעלות צלזיוס). אם מימן, חנקן ואמוניה מעורבבים בטמפרטורת החדר בכל יחס, אז התגובה N 2 + 3 H 2 ⇆ 2 NH 3

לא ידלוף, וכל פרמטרי המערכת יישארו קבועים. עם זאת, במקרה זה, שיווי המשקל הוא שקרי, לא נכון, כי זה לא דינמי; אין אינטראקציה כימית במערכת: קצב התגובות קדימה והן לאחור הוא אפס.

בהמשך הצגת החומר, ישמש המונח "שיווי משקל כימי" ביחס לשיווי המשקל הכימי האמיתי.

המאפיין הכמותי של מערכת במצב של שיווי משקל כימי הוא קבוע שיווי משקל K .

במקרה הכללי של תגובה הפיכה a A + b B + ... ⇆ p P + q Q + ...

קבוע שיווי המשקל מבוטא בנוסחה הבאה:

בנוסחה 5.1 C(A), C(B), C(P) C(Q) הם ריכוזי שיווי המשקל (מול/ליטר) של כל החומרים המשתתפים בתגובה, כלומר. ריכוזים שמתבססים במערכת ברגע של שיווי משקל כימי; a, b, p, q הם מקדמים סטוכיומטריים במשוואת התגובה.

הביטוי לקבוע שיווי המשקל לתגובת סינתזת האמוניה N 2 +3H 2 ⇆2NH 3 הוא כדלקמן: . (5.2)

לפיכך, הערך המספרי של קבוע שיווי המשקל הכימי שווה ליחס בין מכפלת ריכוזי שיווי המשקל של תוצרי התגובה למכפלת ריכוזי שיווי המשקל של חומרי המוצא, ויש להעלות את הריכוז של כל חומר לחזקה שווה למקדם הסטוכיומטרי במשוואת התגובה.

חשוב להבין זאת קבוע שיווי המשקל מתבטא במונחים של ריכוזי שיווי משקל, אך אינו תלוי בהם ; להיפך, היחס בין ריכוזי שיווי המשקל של החומרים המשתתפים בתגובה יהיה כזה שיתאים לקבוע שיווי המשקל. קבוע שיווי המשקל תלוי באופי החומרים המגיבים ובטמפרטורה והוא ערך קבוע (בטמפרטורה קבועה) .

אם K >> 1, אזי המונה של השבר של הביטוי של קבוע שיווי המשקל גדול פי כמה מהמכנה, לכן, ברגע שיווי המשקל, תוצרי התגובה שולטים במערכת, כלומר. התגובה ממשיכה בעיקר בכיוון קדימה.

אם ק<< 1, то знаменатель во много раз превышает числитель, следовательно, в момент равновесия в системе преобладают исходные вещества, т.е. реакция лишь в незначительной степени протекает в прямом направлении.

אם K ≈ 1, אזי ריכוזי שיווי המשקל של החומרים ההתחלתיים ותוצרי התגובה הם דומים; התגובה ממשיכה במידה משמעותית הן קדימה והן בכיוון ההפוך.

יש לזכור כי הביטוי של קבוע שיווי המשקל כולל את הריכוזים של אותם חומרים בלבד הנמצאים בשלב הגז או במצב מומס (אם התגובה ממשיכה בתמיסה). אם חומר מוצק מעורב בתגובה, אז האינטראקציה מתרחשת על פני השטח שלו, ולכן מניחים שריכוז החומר המוצק הוא קבוע ואינו כתוב בביטוי של קבוע שיווי המשקל.

CO 2 (גז) + C (מוצק) ⇆ 2 CO (גז)

CaCO 3 (מוצק) ⇆ CaO (מוצק) + CO 2 (גז) K = C (CO 2)

Ca 3 (PO 4) 2 (מוצק) ⇆ 3Ca 2+ (פתרון) + 2PO 4 3– (פתרון) K = C 3 (Ca 2+) C 2 (PO 4 3–)

הרעיון של שיווי משקל כימי

מצב שיווי המשקל נחשב למצב של המערכת, שנותר ללא שינוי, ומצב זה אינו נובע מפעולה של כוחות חיצוניים כלשהם. המצב של מערכת מגיבים שבה קצב התגובה קדימה הופך שווה לקצב התגובה ההפוכה נקרא שיווי משקל כימי. איזון זה נקרא גם ניידמ או דִינָמִיאיזון.

סימנים של שיווי משקל כימי

1. מצב המערכת נותר ללא שינוי בזמן תוך שמירה על תנאים חיצוניים.

2. שיווי המשקל הוא דינמי, כלומר בגלל זרימת תגובות ישירות והפוכות באותה מהירות.

3. כל השפעה חיצונית גורמת לשינוי בשיווי המשקל של המערכת; אם ההשפעה החיצונית מוסרת, המערכת חוזרת שוב למצבה המקורי.

4. ניתן לגשת למצב שיווי המשקל משני צדדים - הן מהצד של החומרים ההתחלתיים, והן מהצד של תוצרי התגובה.

5. בשיווי משקל, אנרגיית גיבס מגיעה לערך המינימלי שלה.

העיקרון של לה שאטלייר

ההשפעה של שינויים בתנאים החיצוניים על מיקום שיווי המשקל נקבעת על ידי העיקרון של לה שאטלייר (העיקרון של שיווי משקל נע): אם נוצרת השפעה חיצונית כלשהי על מערכת במצב של שיווי משקל, אז במערכת אחד מכיווני התהליך שמחליש את ההשפעה של השפעה זו יגדל, ומיקום שיווי המשקל יעבור לאותו כיוון.

העיקרון של Le Chatelier חל לא רק על תהליכים כימיים, אלא גם על פיסיקליים, כגון רתיחה, התגבשות, פירוק וכו'.

שקול את ההשפעה של גורמים שונים על שיווי המשקל הכימי באמצעות תגובת חמצון NO כדוגמה:

2 לא (ד) + O 2(ד) 2 לא 2(ד); H בערך 298 = - 113.4 קילו-ג'יי/מול.

השפעת הטמפרטורה על שיווי משקל כימי

ככל שהטמפרטורה עולה, שיווי המשקל עובר לכיוון תגובה אנדותרמית, וככל שהטמפרטורה יורדת, הוא עובר לכיוון תגובה אקסותרמית.

מידת הסטת שיווי המשקל נקבעת לפי הערך המוחלט של האפקט התרמי: ככל שהערך המוחלט של האנטלפיה של התגובה גדול יותר H, משמעותית יותר השפעת הטמפרטורה על מצב שיווי המשקל.

בתגובת הסינתזה הנחשבת של תחמוצת החנקן (IV ) עלייה בטמפרטורה תעביר את שיווי המשקל לכיוון חומרי המוצא.

השפעת הלחץ על שיווי המשקל הכימי

הדחיסה מסיטה את שיווי המשקל לכיוון התהליך, המלווה בירידה בנפח החומרים הגזים, וירידה בלחץ מסיטה את שיווי המשקל לכיוון ההפוך. בדוגמה זו, ישנם שלושה כרכים בצד שמאל של המשוואה, ושניים בצד ימין. מכיוון שעלייה בלחץ מעדיפה תהליך שמתקדם עם ירידה בנפח, עליה בלחץ תעביר את שיווי המשקל ימינה, כלומר. לכיוון תוצר התגובה - NO 2 . ירידה בלחץ תעביר את שיווי המשקל לכיוון ההפוך. יש לציין שאם במשוואה של תגובה הפיכה מספר המולקולות של חומרים גזים בחלק הימני והשמאלי שווה, אז השינוי בלחץ אינו משפיע על מיקום שיווי המשקל.

השפעת הריכוז על שיווי משקל כימי

עבור התגובה הנידונה, הכנסת כמויות נוספות של NO או O 2 למערכת שיווי המשקל גורם לשינוי בשיווי המשקל בכיוון בו ריכוז החומרים הללו יורד, לכן, יש שינוי בשיווי המשקל לכיוון היווצרותמס' 2 . הגברת הריכוזמס' 2 מעביר את שיווי המשקל לכיוון חומרי המוצא.

הזרז מאיץ באופן שווה הן את התגובות קדימה והן לאחור ולכן אינו משפיע על הסטת שיווי המשקל הכימי.

כאשר מוכנס למערכת שיווי משקל (ב-Р = const ) של גז אינרטי, ריכוזי המגיבים (לחצים חלקיים) יורדים. מאז תהליך החמצון הנדוןלא הולך עם ירידה בנפח, ואז בעת הוספה

קבוע שיווי משקל כימי

לתגובה כימית:

2 לא (ד) + O 2(ד) 2 NO 2(ד)

קבוע תגובה כימית K עם הוא היחס:

(12.1)

במשוואה זו, בסוגריים מרובעים מופיעים ריכוזי המגיבים שנקבעים בשיווי משקל כימי, כלומר. ריכוזי שיווי משקל של חומרים.

קבוע שיווי המשקל הכימי קשור לשינוי באנרגיה של גיבס על ידי המשוואה:

G To = - RTlnK . (12.2).

דוגמאות לפתרון בעיות

בטמפרטורה מסוימת, ריכוזי שיווי המשקל במערכת 2CO (g) + O 2 (ד) 2CO 2 (ד) היו: = 0.2 מול/ליטר, = 0.32 מול/ליטר, = 0.16 פְּרוּצָה. קבע את קבוע שיווי המשקל בטמפרטורה זו ואת הריכוזים ההתחלתיים של CO ו-O 2 אם התערובת הראשונית לא הכילה CO 2 .

.

2CO (g) + O 2(g) 2CO 2(ד).

בשורה השנייה, c proreacter פירושו ריכוז חומרי המוצא שהגיבו וריכוז CO 2 שנוצר , יתר על כן, c initial = c proreact + c שווה .

באמצעות נתוני הייחוס, חשב את קבוע שיווי המשקל של התהליך

3H 2 (G) + N 2 (G) 2 NH 3 (G) ב-298 K.

G 298 o \u003d 2 ( - 16.71) kJ = -33.42 10 3 J.

G To = - RTlnK.

lnK \u003d 33.42 10 3 / (8.314 × 298) \u003d 13.489. K \u003d 7.21 × 10 5.

קבע את ריכוז שיווי המשקל של HI במערכת

ח 2(ד) + I 2(ד) 2HI (ז) ,

אם בטמפרטורה כלשהי קבוע שיווי המשקל הוא 4, והריכוזים ההתחלתיים של H 2 , I 2 ו-HI הם 1, 2 ו-0 מול/ליטר, בהתאמה.

פִּתָרוֹן. תנו ל-x mol/l H 2 הגיבו בנקודת זמן מסוימת.

.

אם נפתור את המשוואה הזו, נקבל x = 0.67.

לפיכך, ריכוז שיווי המשקל של HI הוא 2 × 0.67 = 1.34 מול/ליטר.

באמצעות נתוני ייחוס, קבע את הטמפרטורה שבה קבוע שיווי המשקל של התהליך: H 2 (g) + HCOH (ד) CH 3 OH (ד) הופך שווה ל-1. נניח ש- H o T » H o 298 ו- S o T » ש בערך 298.

אם K = 1, אז G o T = - RTlnK = 0;

גו טי » H o 298 - T ד S בערך 298 . לאחר מכן ;

H o 298 \u003d -202 - (- 115.9) = -86.1 קילו-ג'יי = - 86.1×103 J;

ס בערך 298 \u003d 239.7 - 218.7 - 130.52 \u003d -109.52 J / K;

ל.

לתגובה SO 2 (G) + Cl 2(G) SO 2 Cl 2(D) בטמפרטורה מסוימת, קבוע שיווי המשקל הוא 4. קבע את ריכוז שיווי המשקל של SO 2 Cl 2 , אם הריכוזים ההתחלתיים של SO 2, Cl 2 ו-SO 2 Cl 2 שווים ל-2, 2 ו-1 מול/ליטר, בהתאמה.

פִּתָרוֹן. תן ל-x mol/l SO 2 הגיב בנקודת זמן מסוימת.

כך 2(G) + Cl 2(G) SO 2 Cl 2(G)

ואז נקבל:

.

בפתרון משוואה זו אנו מוצאים: x 1 \u003d 3 ו-x 2 \u003d 1.25. אבל x 1 = 3 אינו עונה על מצב הבעיה.
לכן, \u003d 1.25 + 1 \u003d 2.25 מול / ליטר.

משימות לפתרון עצמאי

12.1. באיזו מהתגובות הבאות עלייה בלחץ תעביר את שיווי המשקל ימינה? נמק את התשובה.

1) 2NH 3 (ד) 3 H 2 (ד) + N 2 (ג)

2) ZnCO 3 (ג) ZnO (c) + CO 2 (ג)

3) 2HBr (ז) H 2 (g) + Br 2 (w)

4) CO2 (ד) + C (גרפיט) ​​2CO (g)

12.2.בטמפרטורה מסוימת, ריכוזי שיווי המשקל במערכת

2HBr (ז) H 2 (g) + Br 2 (ג)

היו: = 0.3 מול/ליטר, = 0.6 מול/ליטר, = 0.6 מול/ליטר. קבע את קבוע שיווי המשקל ואת הריכוז הראשוני של HBr.

12.3.לתגובה H 2 (g)+S (ד) H 2 S (ד) בטמפרטורה כלשהי, קבוע שיווי המשקל הוא 2. קבע את ריכוזי שיווי המשקל של H 2 ו-S אם הריכוזים ההתחלתיים של H 2, S ו-H 2 S הם 2, 3 ו-0 מול/ליטר, בהתאמה.

משימה 135.
חשב את קבוע שיווי המשקל עבור מערכת הומוגנית

אם ריכוז שיווי המשקל של המגיבים (שומות/ליטר):
[CO] P = 0.004; [H 2 O] P = 0.064; [CO 2 ] P = 0.016; [H 2] p \u003d 0.016,
מהם הריכוזים ההתחלתיים של מים ו-CO? תשובה: K = 1; ref = 0.08 מול/ליטר; [CO]ref = 0.02 מול/ליטר.
פִּתָרוֹן:
משוואת התגובה היא:

CO (g) + H 2 O (g)  CO 2 (g) + H2 (g)

לקבוע המשוואה לתגובה זו יש את הביטוי:

כדי למצוא את הריכוזים ההתחלתיים של החומרים H 2 O ו-CO, אנו לוקחים בחשבון שלפי משוואת התגובה, מ-1 מול CO ו-1 מול H 2 O, 1 מול CO 2 ו-1 מול H 2 הם נוצר. מאחר שלפי מצב הבעיה נוצרו 0.016 מול CO 2 ו-0.016 מול H 2 בכל ליטר של המערכת, אז נצרכו 0.016 מול CO ו- H 2 O. לפיכך, הריכוזים ההתחלתיים הרצויים הם:

Ref \u003d [H 2 O] P + 0.016 \u003d 0.004 + 0.016 \u003d 0.02 מול / ליטר;
[CO] ref \u003d [CO] P + 0.016 \u003d 0.064 + 0.016 \u003d 0.08 מול / ליטר.

תשובה: Kp = 1; ref = 0.08 מול/ליטר; [CO] ref = 0.02 מול/ליטר.

משימה 136.
קבוע שיווי המשקל של מערכת הומוגנית

בטמפרטורה מסוימת זה שווה ל-1. חשב את ריכוזי שיווי המשקל של כל החומרים המגיבים אם הריכוזים ההתחלתיים שווים (מול/ליטר): [CO] ref = 0.10; [H 2 O] ref = 0.40.
תשובה: [CO 2] P \u003d [H 2] P \u003d 0.08; [CO]P = 0.02; [H 2 O] P = 0.32.
פִּתָרוֹן:
משוואת התגובה היא:

CO (g) + H 2 O (g)  CO 2 (g) + H 2 (g)

בשיווי משקל, קצבי התגובות קדימה ואחורה שווים, והיחס בין הקבועים של קצבים אלו הוא קבוע ונקרא קבוע שיווי המשקל של המערכת הנתונה:

נסמן ב-x mol/l את ריכוז שיווי המשקל של אחד מתוצרי התגובה, אז גם ריכוז שיווי המשקל של השני יהיה x mol/l, מאחר ששניהם נוצרים באותה כמות. ריכוזי שיווי המשקל של חומרי המוצא יהיו:
[CO] ref = 0.10 - x mol/l; [H 2 O] ref = 0.40 - x מול/ליטר. (מאחר ויצירת x mol/l של תוצר התגובה צורך, בהתאמה, x mol/l של CO ו- H 2 O. ברגע שיווי המשקל, הריכוז של כל החומרים יהיה (mol/l): [CO 2 ] P \u003d [H 2] P \u003d x ; [CO] P \u003d 0.10 - x; [H 2 O] P \u003d 0.4 - x.

אנו מחליפים את הערכים הללו בביטוי עבור קבוע שיווי המשקל:

בפתרון המשוואה נמצא x = 0.08. מכאן שיווי משקל הריכוז (מול/ליטר):

[CO 2 ] P = [H 2 ] P = x = 0.08 מול/ליטר;
[H 2 O] P \u003d 0.4 - x \u003d 0.4 - 0.08 \u003d 0.32 מול / ליטר;
[CO] P \u003d 0.10 - x \u003d 0.10 - 0.08 \u003d 0.02 מול / ליטר.

משימה 137.

קבוע שיווי המשקל של מערכת הומוגנית N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 בטמפרטורה מסוימת הוא 0.1. ריכוזי שיווי המשקל של מימן ואמוניה הם 0.2 ו-0.08 מול/ליטר, בהתאמה. חשב את שיווי המשקל והריכוזים ההתחלתיים של חנקן. תשובה: P = 8 שומות/ליטר; ref = 8.04 מול/ליטר.
פִּתָרוֹן:
משוואת התגובה היא:

N 2 + ZN 2 \u003d 2NH 3

הבה נסמן את ריכוז שיווי המשקל של N2 כ x mol/L. הביטוי לקבוע שיווי המשקל של תגובה זו הוא:

הבה נחליף את נתוני הבעיה בביטוי של קבוע שיווי המשקל ונמצא את הריכוז N 2

כדי למצוא את הריכוז הראשוני של N 2, אנו לוקחים בחשבון שלפי משוואת התגובה להיווצרות 1 מול של NH 3, ½ מול N 2 הוא בילה. מאחר שלפי מצב הבעיה נוצרו 0.08 מול NH 3 בכל ליטר של המערכת, 0.08 . 1/2 \u003d 0.04 מול N 2. לפיכך, הריכוז ההתחלתי הרצוי של N 2 שווה ל:

Ref \u003d P + 0.04 \u003d 8 + 0.04 \u003d 8.04 מול/ליטר.

תשובה: P = 8 מולים/ליטר; ref = 8.04 מול/ליטר.

משימה 138
בטמפרטורה מסוימת, שיווי המשקל של מערכת הומוגנית
2NO + O 2 ↔ 2NO 2 הוקם בריכוזים הבאים של מגיבים (מול/ליטר): p = 0.2; [O 2 ] p = 0.1; p = 0.1. חשב את קבוע שיווי המשקל ואת הריכוז ההתחלתי של NO ו- O 2 . תשובה: K = 2.5; ref = 0.3 מול/ליטר; [O 2 ] ex x = 0.15 מול/ליטר.
פִּתָרוֹן:
משוואת תגובה:

2NO + O 2 ↔ 2NO 2

כדי למצוא את הריכוזים ההתחלתיים של NO ו-O 2, אנו לוקחים בחשבון שלפי משוואת התגובה נוצרים 2 מול NO 2 מ-2 מול NO ו-1 מול O2, ואז 0.1 מול NO ו-0.05 מול O 2 הוצאו. לפיכך, הריכוזים ההתחלתיים של NO ו- O 2 שווים:

Ref = NO] p + 0.1 = 0.2 + 0.1 = 0.3 מול/ליטר;
[O 2] ref \u003d [O 2] p + 0.05 \u003d 0.1 + 0.05 \u003d 0.15 mol / l.

תשובה: Kp = 2.5; ref = 0.3 מול/ליטר; [O 2] ref = 0.15 מול/ליטר.

משימה 139.
מדוע משתנה שיווי המשקל של המערכת כאשר הלחץ משתנה?
N 2 + 3Н 2 ↔ 2NH 3 וכן, שיווי המשקל של מערכת N 2 + O 2  2NO אינו זז? נמק את תשובתך על סמך חישוב קצב התגובות קדימה ואחורה במערכות אלו לפני ואחרי שינוי הלחץ. כתוב ביטויים עבור קבועי שיווי המשקל של כל אחת מהמערכות הללו.
פִּתָרוֹן:
א) משוואת תגובה:

N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3.

ממשוואת התגובה עולה שהתגובה ממשיכה בירידה בנפח במערכת (מ-4 מולים של חומרים גזים נוצרות 2 מולים של חומר גזי). לכן, עם שינוי בלחץ במערכת, ייראה שינוי בשיווי המשקל. אם הלחץ במערכת זו יוגבר, אזי, על פי העיקרון של Le Chatelier, שיווי המשקל יעבור ימינה, לקראת ירידה בנפח. כאשר שיווי המשקל במערכת עובר ימינה, קצב התגובה קדימה יהיה גדול מקצב התגובה ההפוכה:

pr>arr או pr \u003d k 3\u003e o br \u003d k 2.

אם הלחץ במערכת מופחת, אז שיווי המשקל של המערכת יעבור שמאלה, לקראת עלייה בנפח, ואז כאשר שיווי המשקל יעבור שמאלה, קצב התגובה הישירה יהיה פחות מקצב ה- ישיר אחד:

וכו< обр или (пр = k 3 )< (обр = k 2).

ב) משוואת תגובה:

N2 + O2) ↔ 2NO. .

ממשוואת התגובה עולה שכאשר התגובה אינה מלווה בשינוי בנפח, התגובה ממשיכה מבלי לשנות את מספר המולות של חומרים גזים. לכן, שינוי בלחץ במערכת לא יוביל לשינוי בשיווי המשקל, ולכן קצבי התגובות קדימה ואחורה יהיו שווים:

pr \u003d arr \u003d או (pr k [O 2]) \u003d (arr \u003d k 2) .

משימה 140.
ריכוזים ראשוניים ref ו- [С1 2 ]ref במערכת הומוגנית
2NO + Cl 2 ↔ 2NOС1 הם 0.5 ו-0.2 מול/ליטר, בהתאמה. חשב את קבוע שיווי המשקל אם 20% NO הגיבו עד שהושג שיווי המשקל. תשובה: 0.417.
פִּתָרוֹן:
משוואת התגובה היא: 2NO + Cl 2 ↔ 2NOС1
לפי מצב הבעיה נכנס לתגובה 20% NO שהם 0.5 . 0.2 = 0.1 מול, אבל 0.5 - 0.1 = 0.4 מול NO לא הגיב. ממשוואת התגובה עולה כי על כל 2 מולים של NO, נצרכת מולה אחת של Cl2, ונוצרת 2 מולים של NOCl. לכן, 0.05 מול Cl 2 הגיבו עם 0.1 מול NO ונוצר 0.1 מול NOCl. 0.15 מול Cl 2 נותרו ללא שימוש (0.2 - 0.05 = 0.15). לפיכך, ריכוזי שיווי המשקל של החומרים המעורבים שווים (מול/ליטר):

P = 0.4; p=0.15; p = 0.1.

קבוע שיווי המשקל של תגובה זו מבוטא במשוואה:

מחליף בביטוי זה את ריכוזי שיווי המשקל של חומרים, אנו מקבלים.