Chemiazbzad
5

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:    Szukane:

^ ~ 4    ^alkohol ^— ^

V - 100 cm'¹    - ?

^0 alkohol ^— ^ mole    ^ester ^— ^

«0 kwas ~ ^ mole    ^woda ^— ^

1    krok. Napisanie równania reakcji.

C₂H₅OH_(c) + CH₃COOH_(c) CH₃COOC₂H_5(c) + H₂0_(c)

2    krok. Napisanie wyrażenia na stałą równowagi reakcji.

[ch₃cooqh₅][h_:o]

~ [CH₃COOH] [C_:H₅OH]

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:

_K [cH^cooc^Hgi• [h₂o]

[CH₃COOH] • [C₂H₅OH] ^kwas ^alkohol ^rtkwas‘^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