Question

W temperaturze 700 K stężeniowa stała równowagi reakcji opisanej równaniem: CO (g)+ H2O (g) ⇄ CO2 (g)+ H2 (g) ma wartość 9,0. Do reakcji tej użyto pary wodnej (H2O) oraz gazu syntezowego, czyli mieszaniny CO i H2, zamiast czystego CO. Reakcję prowadzono w układzie zamkniętym. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze 700 K stężenia CO, CO2, H2 były odpowiednio równe: [CO] = 0,3 mol/dm3, [CO2] = 6,3 mol/dm3, [H2] = 12,9 mol/dm3.

Korzystając z podanych w informacji wartości stężeń równowagowych reagentów, oblicz i napisz, w jakim stosunku molowym występowały CO i H2 w gazie syntezowym użytym do realizacji opisanej przemiany. W odpowiedziach jest tak: CO= [CO] + [CO2] = 0,3 + 6,3 = 6,6 mo 20HC= [H2] – [CO2] = 12,9 – 6,3 = 6,6 mol/dm3 czyli stosunek 1:1, ale nie rozumiem dlaczego stężenia równowagowe tlenku węgla dodajemy razem ze stężeniem dwutlenku węgla, a w drugim etapie odejmujemy dwutlenek węgla od wodoru, bardzo proszę o wytłumaczenie.

Answer 1

CO (g)+ H2O (g) ⇄ CO2 (g)+ H2 (g)

 

Stosunek reagentów to: 1:1:1:1

 

Stężenia po osiągnięciu rownowagi:

 

[CO] = 0,3 mol/dm3, [CO2] = 6,3 mol/dm3, [H2] = 12,9 mol/dm3.

 

Najpierw jeszcze jedno, trzeba określić co było w reaktorze przed reakcja:

Na pewno: CO (g) i  H2O (g).

Ale tam dodali przed reakcją jeszcze trochę produktu (H2) i to wyglądało mniej wiecej tak:

CO (g)+ H2O (g) ⇄ CO2 (g)+ H2 (g)

było       było             0              było

 

W takim razie stężenie wodoru, po reakcji jest sumą tego co było przed i jakieś liczby tego co powstało.

 

To zobaczmy co możemy określić. Spójrz na CO2. Przed reakcją było 0, a teraz jest 6,3mol/dm3 więc zmiana to +6,3mol/dm3 (6,3-0=6,3)

Na początku napisałam, że produktu są w stosunku 1:1. No to zmiana steżenia to +6,3 CO2 i takie stezenie ma CO2, to żeby było stechiometrycznie, takie samo steżenie musi mieć wodór. Inaczej mówiąc, u niego również jest +6,3. Ale w treści mamy podane, ze jest 12,9. To ile było wodoru przed reakcja?12,9-6,3=6,6mol/dm3.

 

A teraz ile było CO? Stosunek stechiometryczny CO do CO2 to również 1:1. Skoro zmiana steżenia CO2 to +6,3, to w takim razie przy CO musi być -6,3.

Czyli jesli w steżeniu równowagowym CO2 ma już tylko 0,3mol/dm3, to znaczy ze jego stezenie przed reakcja wynosilo: x-6,3=0,3, wiec x=6,3+0,3=6,6.