Chemical Equilibrium на компьютер

Химическое равновесие представляет собой инструмент для точной оценки концентраций и давлений реагентов химических реакций и продуктов при равновесии. Приложение получает окончательные, равновесные параметры на основе констант равновесия (Kc и Kp), начальных концентраций и стехиометрических коэффициентов. Кроме того, приложение вычисляет реакцию фактор «Q» для любых заданных концентраций и стехиометрии (Q в равновесии равна Keq, поэтому может быть использован для расчета один клик Кс или Kp, когда все концентрации или давления находятся в равновесии!). Пользователь может настроить стехиометрические коэффициенты, чтобы соответствовать желаемой реакции, и установить начальные концентрации и константу равновесие для выполнения вычислений.

Для общей химической реакции:

 аА + ЬВ <=> сС + сШ,

Реакция Факторпространство (Q) определяются по формуле:

Q = (С ^ с * D ^ D) / (А ^ а * В ^ б);

где А, В, С, D - являются концентрацией или давление Соединений и а, б, в, г является стехиометрическим коэффициентом *. Сумма полномочий определяет порядок реакции.
* Важно отметить, что фактические полномочия могут отличаться от коэффициентов реакции, из-за общей сложности механизма реакции.

Если Q не равна равновесной реакции постоянной К (Kc для концентраций и Kp для давления), то реакция не в состоянии равновесия, и это будет продолжаться (из-за разницы в прямом и обратном скорости реакции) в направлении, определяемом Q.
Если Q К - обратная реакция будет преобладать.

Пример:
Для данной реакции: 2А + 1B <=> 3C + 2D, начальные концентрации реакции являются Ао = 0,1М, Бо = 0,2М, Со = 0,3М и 0,4М = Do и Кс = 1 М2.

Реакция Факторпространство (Q) определяются по формуле:

Q = (Со ^ 3 * У ^ 2) / (Ао ^ 2 * Бо ^ 1)

При загрузке данных в «химическом равновесии» приложение, реакция Факторпространства немедленно вычисляется, что дает Q = 2.16 M2. По-видимому Q> К, предполагая, что реакция является слишком близко к стороне продуктов и обратной реакции будет преобладать, чтобы довести реакцию обратно к равновесию.

Новые равновесные концентрации реакционных компонентов могут быть получены из уравнения:

Кс = ((Со-3x) ^ 3 * (Do-2x) ^ 2) / ((Ао + 2) ^ 2 * (х + Бо))


По-видимому, решение этого уравнения является довольно сложной задачей, что оказывается ненужным, так как «Химическое равновесие» приложение немедленно возвращает ответ: Aeq = 0.1185M, Beq = 0.2092M, Ceq = 0.2723M и Deq = 0.3815M.


Особенности применения:

Для начала пользователю расчета необходимо заполнить в стехиометрических коэффициентов, начальные концентрации (давления) доступных компонентов, а также константы равновесия Кс (Кр).

Коэффициенты реакции фактически представляющие силу и, следовательно, определить порядок реакции.

Для того, чтобы начать расчет изначально или после обновления концентрации или коэффициента полей, пользователю предлагается нажать кнопку Run!

Значительное внимание должно быть уделено концентрации, давления и константы равновесия единиц. Приложение автоматически изменяет набор доступных единиц в соответствии с порядком реакции!

Основные преобразования заключаются в следующем:

1 М = (1e3) мМ
1 атм = Па сто одна тысяча триста двадцать пять