Fråga 1
Vid upphettning sönderfaller gasen fosforpentaklorid (PCl5) till fosfortriklorid (PCl3) och klorgas (Cl2) enligt nedanstående reaktionsformel:
PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)
I en behållare vid 250 °C lät man jämvikten ställa in sig. Koncentrationerna var då:
- [PCl5] = 0,015M
- [PCl3] = 0,025M
- [Cl2] = 0,025M
Beräkna jämviktskonstanten \(K\) vid 250 °C.
Svar
\[K = 0,042\mathrm{M}\]
Lösning
PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)
\[\begin{aligned} K &= \frac {[\mathrm{PCl_3}][\mathrm{Cl_2}]}{\mathrm{PCl_5}} \\ K &= \frac {0,025\mathrm{M} \cdot 0,025\mathrm{M}}{0,015\mathrm{M}} = 0,04166667\mathrm{M} ≈ 0,042\mathrm{M}\end{aligned}\]
Fråga 2
Den färglösa gasen dikvävetetraoxid (N2O4) befinner sig i jämvikt med den rödbruna gasen kvävedioxid (NO2) enligt nedanstående reaktion:
N2O4(g) ⇌ 2NO2(g)
I ett experiment vid 100 °C fann man att jämviktskoncentrationerna var:
- [N2O4] = 0,0457M
- [NO2] = 0,0186M
Beräkna värdet på \(K\) vid 100 °C.
Svar
\[K = 0,00757\mathrm{M}\]
Lösning
N2O4(g) ⇌ 2NO2(g)
\[\begin{aligned} K &= \frac {[\mathrm{NO_2}]^2}{[\mathrm{N_2O_4}]} \\ K &= \frac {(0,0186\mathrm{M})^2}{0,0457\mathrm{M}} = 0,00757024\mathrm{M} ≈ 0,00757\mathrm{M}\end{aligned}\]
Fråga 3
Vätgas och jodgas reagerar i en sluten behållare och bildar vätejodid. Vid temperaturen 448 °C har följande jämvikt ställt in sig:
H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g)
När jämvikt uppnåtts var koncentrationerna:
- [H2] = 0,0220M
- [I2] = 0,0220M
- [HI] = 0,156M
Beräkna jämviktskonstanten \(K\) för reaktionen vid denna temperatur.
Svar
\[K = 50,3\]
Lösning
H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g)
\[\begin{aligned} K &= \frac {[\mathrm{HI}]^2}{[\mathrm{H_2}][\mathrm{I_2}]} \\ K &= \frac {(0,156\mathrm{M})^2}{0,0220\mathrm{M} \cdot 0,0220\mathrm{M}} = 50,2809917 ≈ 50,3\end{aligned}\]
Fråga 4
I en behållare har man låtit jämvikten för ammoniaksyntes ställa in sig vid 500 K. Reaktionsformeln är:
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
Vid jämvikt uppmättes följande koncentrationer:
- [N2] = 0,115M
- [H2] = 0,105M
- [NH3] = 0,439M
Beräkna jämviktskonstanten \(K\) vid 500 K.
Svar
\[K = 1,45 \cdot 10^3 \mathrm{M^{-2}}\]
Lösning
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
\[\begin{aligned} K &= \frac {[\mathrm{NH_3}]^2}{[\mathrm{N_2}][\mathrm{H_2}]^3} \\ K &= \frac {(0,439\mathrm{M})^2}{(0,115\mathrm{M})(0,105\mathrm{M})^3} = 1447,64909\mathrm{M^{-2}} ≈ 1,45 \cdot 10^3 \mathrm{M^{-2}}\end{aligned}\]
\[\begin{aligned} \end{aligned}\]
Fråga 5
Ett viktigt steg i industriell framställning av svavelsyra är oxidationen av svaveldioxid till svaveltrioxid.
2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)
I en reaktorblandning vid 1000 K uppmättes följande jämviktskoncentrationer:
- [SO2] = 0,34M
- [O2] = 0,17M
- [SO3] = 0,59M
Beräkna jämviktskonstanten \(K\) för denna process vid 1000 K.
Svar
\[K = 18\mathrm{M^{-1}}\]
Lösning
2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)
\[\begin{aligned} K &= \frac {[\mathrm{SO_3}]^2}{[\mathrm{SO_2}]^2[\mathrm{O_2}]} \\ K &= \frac {(0,59\mathrm{M})^2}{(0,34\mathrm{M})^2 \cdot 0,17\mathrm{M}} = 17,7132099\mathrm{M^{-1}} ≈ 18\mathrm{M^{-1}}\end{aligned}\]
