Question

Do reaktora o pojemności 2 dm3 wprowadzono 27 g wody i nadmiar opiłków żelaza. Zawartość reaktora ogrzano do 850'C. Oblicz stężenie molowe wodoru w stanie równowagi, wiedząc, że stała równowagi reakcji redukcji Fe3O4 wodorem do metalicznego żelaza w podanej temp. wynosi Kc= 0,217.

Answer 1

Reakcja :
3Fe(s)+4H₂O(g)<---->Fe₃O₄(s)+4H₂(g)
wzór na Kc=[H₂]⁴/[H₂O]⁴ 
   bo wykluczamy fe i fe3o4 (w tej temp to chyba ciała stałe)
No dobra teraz co ...
nh2o(pocz liczba moli wody)=27g/18g/mol=1,5mol
V=2dm^3  bo tyle ma obj naczynia ....
info , ze jest nadmiar fe mowi nam ze woda będzie sobie ładnie reagować cała
hmmm
teraz tabelka :
stężenie              H₂O                            H₂
---------------------------------------------------------------------------------------------
Początkowe      [0,75]                          -------(nie było nic na pocz.)
--------------------------------------------------------------------------------------------
Równowagowe  [0,75-x]                        [x]
--------------------------------------------------------------------------------------------
Kc=0,217
0,217=x⁴/(0,75-x)⁴
tutaj bardzo proste obliczenia jedyny trud to wzór na (a-b)⁴
wychodzą dwa wyniki jeden z nich nie ma sensu fizycznego ... drugi ma...
x₁=-1,612
x₂=0,304
to co wyszło jest stężeniem ... równowagowym
wynosi0,304 mol/dm^3
-------------------------------------------------------------------
inny ciekawy sposób to ... mozna zauważyć, że
Kc=[H₂]⁴/[H₂O]⁴   potęgi są sobie równe na górze i na dole dlatego można podstawić liczbo moli zamiast stężeń i powinno się zgadzać tzn. jednostki będą się zgadzać otrzymany wynik będzie tylko liczbą moli, którą trzeba będzie podzielić na nasze V(objętość)
licz. mol                     H₂O                                        H₂
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
         pocz. l. mol      1,5                                        ---------(0)
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
równowagowa l.mol    1,5-x                                      x
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Kc=0,217
0,217=x⁴/(1,5-x)⁴
z tego wychodzi (ok) x₁=-3,22 nie ma sensu
i x₂=0,608
0,608mol/2dm^3 =0,304 mol/ dm^3
======================================================
wzór na (a-b)⁴=a⁴-4a³b+6a²b²-4ab³+b⁴ mozna to wyjaśnić trójkątem pascala....
obliczeń nie zapisałem bo to dużo dosc tego jest ....