Chemiazbzad
1

1. Kinetyka, termodynamika i równowaga chemiczna

Z porównania dwóch powyższych przykładów wynika, że wydajność reakcji jest równa procentowi substratu. który uległ reakcji.

Przykład

Stała równowagi reakcji estryfikacji etanolu kwasem octowym w temperaturze 25°C jest równa 4. Do zamkniętego naczynia o objętości 100 cm³ wprowadzono 2 mole kwasu octowego i 2 mole etanolu, po czym doprowadzono naczynie do temperatury 25°C. Oblicz liczby moli wszystkich reagentów w stanie równowagi.

Rozwiązanie

Dane:

K = 4

V= 100 cm³

"u alkohol ⁼ 2 mole "o kwas = 2 mole

Szukane:

"alkohol ^— 2 "kwas ^— 2

n — ^

' ''ester "woda ^— 2

1 krok. Napisanie równania reakcji.

C₂H₅OH_(c) + CH₃COOH_(c) ^ CH,COOC₂H_5(c) + h₂o_(c)

2    krok. Napisanie wyrażenia na stałą równowagi reakcji.

[CH₃C00CH₅][H₂0]

~ [CH₃COOH][C₂H₅OH]

3    krok. Przekształcenie wyrażenia na stałą równowagi reakcji.

Ponieważ w zadaniu dane i szukane są liczby moli reagentów, nie zaś ich stężenia, warto obliczenia przeprowadzić właśnie dla liczb moli, a nie dla stężeń. Postać stałej równowagi reakcji umożliwia takie uproszczenie obliczeń:

/I    77

_{r    r}    ester ‘woda

_K [CHXXX)C;H_s] [H₂()[    _v • _r    n_ester-ft_W()da

[CH,COOH]-[C₂H,OH]    s "alkohol "kwas ’ "alkohol

V V

W powyższym wzorze liczby moli poszczególnych reagentów odnoszą się oczywiście do stanu równowagi.

4    krok. Wyznaczenie zmian liczby moli substratów i produktów.

Na początku w układzie jest tylko alkohol i kwas, stężenia estru i wody wynoszą więc 0. Ubytek 1 mola kwasu i 1 mola alkoholu pociąga za sobą powstanie 1 mola estru i 1 mola wody. Wypełniamy tabelę:

Reagenty	Początkowa liczba moli [mol]	Równowagowa liczba moli [mol]
CH3COOC2H5	0	X
h2o	0	X
c3h5oh	2	2-x
CH3COOH	2	2-x

20