Κλασική ( 1η ) θεωρητική άσκηση που περιγράφει την εφαρμογή της αρχής Le Chatelier σε χημική ισορροπία.
Προτείνεται :
1) η χρήση της "βοηθητικής" στήλης που περιγράφει τη μετατόπιση της θέσης ισορροπίας και των ποσοτήτων των ουσιών της ισορροπίας
2) Ο έλεγχος εάν η ισορροπία εντάσσεται στην περίπτωση όπου γίνεται πλήρης αναίρεση της επιφερόμενης μεταβολής.
3) η μαθηματική μελέτη ( μέσω της Kc ) της συγκέντρωσης όταν η ποσότητα moles ( αριθμητής ) και ο όγκος του δοχείου ( παρονομαστής ) μεταβάλλονται με τρόπο που δεν μπορεί να βγεί άμεσο συμπέρασμα για το κλάσμα.
4) η χρήση του εμπειρικού "ομόρροπα - αντίρροπα " για τη σύνδεση της μεταβολής της θερμοκρασίας και της μεταβολής της τιμής της Kc
Γεια σου Αντώνη. Άλλο ένα ωραίο βίντεο. Μία παρατήρηση: Στη μεταβολή της Θ γιατί ακολουθείς την τακτική ομόρροπα-αντίρροπα; Μου φαίνεται μπερδευτική. Γιατί δε λες απλά όταν η ισορροπία με μεταβολή της Θ πάει αριστερά η Kc μειώνεται ενώ όταν πάει δεξιά αυξάνεται;
ΑπάντησηΔιαγραφήΓεια σου Θοδωρή ( ευχαριστώ για τον σχολιασμό )
ΑπάντησηΔιαγραφήΤο κάνω γιατί δεν θέλω να το συνδέσω με την μεταβολή της θ.Χ.Ι.
Απλά το "κωδικοποιώ" ( στα πρότυπα της "ανωτάτης μπακαλικής" που είναι κορυφαία "επιστήμη" )
Επί τη ευκαιρία, μπορούμε να συνοψίσουμε σε ποιες περιπτώσεις μπορεί να αναιρεθεί πλήρως η μεταβολή;
ΑπάντησηΔιαγραφήΈχω καταλήξει στα εξής: 1) Η μεταβολή της C και του όγκου (που ουσιαστικά πάλι οι C μεταβάλλονται) όταν στην Kc εμφανίζεται μόνο ένα σώμα, 2)Μόνο η μεταβολή του όγκου (δηλ. των C) όταν στην Kc εμφανίζονται μόνο τα προιόντα. Τι λες επ'αυτού;
Το 2ο με αιφνιδιάζει ...
ΑπάντησηΔιαγραφή...Α(s) <=> B(g) + Γ(g) .... V=1 L
XI ......... 4......4 ---> Kc = 16
V'=2L ...
XI' .......(4+x)...(4+x)
Kc => x=4 ... []'=4 Μ
...Α(s) <=> B(g) + Γ(g) + Δ(g) .... V=1 L
XI ..........4......4......4.....---> Kc = 64
V'=2L ...
XI' .......(4+x)...(4+x)..(4+x)
Kc => x=8 ... []'=6 Μ
Γιατί εγώ στη 2η περίπτωση βγάζω πάλι χ=4;
ΔιαγραφήΓιατί έχεις δίκιο ... (Σόρρυ).
ΔιαγραφήΠροσπαθώ να φέρω το χημικό ανάλογο στην διαλυτότητα και στην Ksp που επαληθεύει τη σκέψη σου.
Όμως τα πράγματα αλλάζουν εάν οι συγκεντρώσεις δεν είναι υψωμένες σε δύναμη "1" ( ή όχι ; )
Για την ισορροπία Α(s) <=> 2 B(g) + Γ (g) ... με 4 mol B , 4 mol Γ σε 1 L ( Kc = 64 ) βρίσκω ότι εάν διπλασιάζω τον όγκο ( V'= 2 L ) το x είναι ίσο με 2,453 και οι συγκεντρώσεις αλλάζουν .
( https://www.symbolab.com/solver/step-by-step/%5Cfrac%7B%5Cleft(4%2B2x%5Cright)%5E%7B2%7D%7D%7B4%7D%5Ccdot%5Cfrac%7B4%2Bx%7D%7B2%7D%3D64 )
Τι λες ;
Λέω να αναθεωρήσω λίγο και να πω ότι στη 2η περίπτωση "...όταν στην Kc εμφανίζονται μόνο τα προιόντα και έχουν όλα τον ίδιο συντελεστή".
ΔιαγραφήΣτην πρώτη περίπτωση (με τα δύο προϊόντα, με ίδιο συντελεστή), αν στην αρχική ισορροπία έχουμε διαφορετικές ποσότητες (και όχι ισομοριακές), πχ 4mol Β και 5mol Γ, αναιρείται η μεταβολή; Εγώ κατέληξα πως όχι…
ΔιαγραφήΕπίσης ασχολήθηκα με την Α(s) <=> 2 B(g) + Γ (g) κι έβαλα ποσότητες σε στοιχειομετρική αναλογία. Τότε, αναιρείται. Και στην περίπτωση
Α(s) <=> 3Δ(g) +2 B(g) + Γ (g), ενώ με «κουτουρού» ποσότητες δεν αναιρείται, όταν έχω στοιχειομετρική αναλογία, το κάνει. Άρα το θεώρημα πρέπει να διατυπωθεί ως εξής : «Όταν στην Kc εμφανίζονται μόνο τα προϊόντα ή μόνο τα αντιδρώντα και οι αρχικές ποσότητες της ισορροπίας βρίσκονται σε στοιχειομετρική αναλογία, η μεταβολή αναιρείται.» Και πάλι με πάσα επιφύλαξη…
Οπότε μιλάμε για πολύ ειδική περίπτωση που δεν πιστεύω να βοηθάει τους μαθητές.
Άκη δε γίνεται να μην έχουμε ισομοριακές ποσότητες Β και Γ αν βάλουμε στην αρχή μόνο Α. Με αυτήν τη λογική μιλάω. Απέφυγα να βάλω τα αντιδρώντα γιατί όπως φαίνεται με τα αντιδρώντα δεν ισχύει πάντα.
ΔιαγραφήΓια την αναίρεση της μεταβολής της Θ τι θα έλεγες;
ΑπάντησηΔιαγραφήΜάλλον τίποτα. Μιας που μεταβάλλοντας την Θ θα έχουμε άλλη τιμή Kc ( εάν κατάλαβα καλά αυτό που γράφεις ) άρα το σύστημα θα ισορροπήσει σε μια εντελώς διαφορετική θερμοδυναμική κατάσταση. Επίσης δεν ξέρω κατά πόσο είναι σωστό να "απομονώσουμε" ενεργειακά την αποκατάσταση της ισορροπίας στην έκφραση της θερμοκρασίας. Μήπως θα πρέπει να βάλουμε στο κάδρο και την μέση κινητική ενέργεια των μορίων ; Σύνθετο θέμα ... δεν νοιώθω να "πατάω καλά" σε αυτά.
ΑπάντησηΔιαγραφήΚαλημέρα σας,
ΑπάντησηΔιαγραφήεξαιρετική παρουσίαση για μια ακόμη φορά! Θα ήθελα να με βοηθήσετε σε δύο θέματα που με απασχολούν. Το πρώτο σχετίζεται με την κουβέντα περί ισορροπιών που αναιρούν την αρχή Le Chatelier και κατά πόσο αυτό βρίσκει εφαρμογή στο εργαστήριο, δλδ. στην πραγματική ζωή. Ας υποθέσουμε πως έχουμε την ισορροπία: CaCO3(s)⇄CaO(s)+CO2(g), μπορούμε όντως να προσθέσουμε CO2 και η θερμοκρασία να παραμείνει σταθερή; Υπάρχει περίπτωση το χημικό σύστημα να αντιδράσει και να αλλάξει τη θερμοκρασία του;
Μια δεύτερη ερώτηση, στην ισορροπία Α(g) + B(s)⇄ 2Γ(g), αύξηση του V οδηγεί σε μείωση της [Γ], κάτι που δείξατε με τη χρήση της Kc. Θα ήταν δεκτή απάντηση μέσω γραφικής παράσταση [Γ] σε σχέση με το χρόνο; η [Γ] λόγω αύξησης όγκου στιγμιαία πέφτει, μετά ανεβαίνει χωρίς να φθάσει στην αρχική τιμή.
Εύχομαι να μην σας κούρασα, συγχαρητήρια για άλλη μια φορά για την εξαιρετική δουλειά σας. Η ιστοσελίδα σας έχει βοηθήσει πολύ κόσμο (συναδέλφους και μαθητές με ανησυχίες).
Θα ξεκινήσω από «κάτω προς τα πάνω».
ΔιαγραφήΕυχαριστώ για τα καλά σου λόγια. Να ξέρεις όμως ότι πολύ μεγάλο μέρος από αυτά που βλέπεις οφείλονται για την δική μου ανάγκη για «ψυχοθεραπεία» στις καταστάσεις που όλοι βιώνουμε.
Για την απόδειξη της μεταβολής της συγκέντρωσης :
Μου κάνει εντύπωση που δεν επιλέγουμε μια – ενιαία – μέθοδο για την μελέτη αυτών των περιπτώσεων.
Δηλαδή γιατί να επιλέξεις να μελετήσεις την μεταβολή της συγκέντρωσης μέσω διαγράμματος ενώ στο ανάλογο φαινόμενο ( αραίωση υδατικού δ/τος ασθενούς μονοπρωτικού οξέος ΗΑ ) στην ιοντική ισορροπία , επιλέγουμε για να μελετήσουμε τη [Η3Ο+] μέσα από την «κάππα» ( Ka ) που περιγράφει την ισορροπία ;
Ίδιο φαινόμενο δεν είναι ;
Με τη αραίωση αυξάνονται τα moles των Η3Ο+ αλλά αυξάνεται ο όγκος του χημικού συστήματος στο οποίο εξελίσσεται η ισορροπία ;
Γιατί να προσφέρουμε στους μαθητές δύο (2) τρόπους αντιμετώπισης του ίδιου φαινομένου ;
Τέσπα … η επιλογή είναι δικαίωμα του καθενός. Αλλά άμα «σκάσει» θέμα που αποδίδει 4 ή 5 μονάδες ( στις 100 ) στο συγκεκριμένο ζήτημα όλοι θα ψάχνουμε ( ψάχνουν ) πως δίνονται οι μονάδες ( δες το Β3 – Επαναληπτικές 2020 – Παλαιό ). Έξι ( 6 ) μονάδες για την αιτιολόγηση.
Για την πλήρη αναίρεση της επιφερόμενης αλλαγής :
«Εξεταστικο-κεντρικά» το θέμα είναι λυμένο. Για τους μαθητές ισχύει η πλήρη αναίρεση της επιφερόμενης μεταβολής όταν στο σύστημα συμμετέχει μια (1) μόνο αέρια ουσία.
Το είδαμε στο :
- Δ3 – Ημερήσια 2020 – Παλαιό
- Β3 – Επαναληπτικές 2020 - Νέο
Ως επιστήμονες όμως η κουβέντα πάει αλλού.
Το θέμα με απασχολεί σχεδόν μια δεκαετία !!!
https://ylikonet.gr/2012/10/08/h-πλήρης-αναίρεση-της-επιφερόμενης-αλλ/
Έχω διαβάσει μεταπτυχιακά … διδακτορικά … ελληνικά – αγγλικά …
Έχω περάσει άπειρες ώρες στο τηλέφωνο με τον φίλο μου τον Θοδωρή Β. για την μελέτη αυτού του φαινομένου. Κάπου ( μετά από τρελό ψάξιμο ) βρήκε σε ένα Αμερικάνικο βιβλίο μια αναφορά που επιβεβαιώνει την πλήρη αναίρεση. ( επειδή συμμετέχει και στον σχολιασμό εδώ στο blog , ίσως ανεβάσει το link ή ένα print screen από το εν λόγω βιβλίο ).
Οφείλω όμως να σου μεταφέρω ένα περιστατικό.
Πριν από περίπου πέντε χρόνια ( «σκασμένος» από το συγκεκριμένο θέμα ) πήρα τηλέφωνο έναν πολύ διάσημο καθηγητή του Χημικού ( δεν θα πω πόλη κτλ αλλά πίστεψέ έχεις διαβάσει το βιβλίο του ή τις μεταφράσεις που έχει επιμεληθεί για μια «Βίβλο» της ανόργανης. )
Αφού συμφώνησε ότι η αρχή Le Chatelier μπορεί να θεωρηθεί ως προέκταση του 2ου θερμοδυναμικού νόμου ( που δεν μπορεί να καταρριφθεί ), η κουβέντα πήγε στην διάσπαση του CaCO3. Βγάλαμε τα χαρτιά μας λοιπόν και τα νούμερα έδειχναν πλήρη αναίρεση ( μάλιστα αυτός το έλυσε αποκλειστικά με Kp ).
“Λοιπόν» του λέω «μόλις καταρρίψαμε τον 2ο θερμοδυναμικό νόμο ; » και μου λέει ( αυτό ΑΚΡΙΒΩΣ που με ρώτησες και εσύ )
- «Είσαι σίγουρος ότι το σύστημα θα επανέλθει στην ισορροπία στην ίδια θερμοκρασία ;»
Ορίστε λοιπόν Γιάννη … πεδίον – διδακτορικού ? – λαμπρό μπροστά σου.
Δεν ήθελα να φανώ αγενής, Γιάννης ονομάζομαι και είμαι συνάδελφος. Ευχαριστώ και πάλι.
ΑπάντησηΔιαγραφήΚαλησπέρα κι από εμένα. Για το 1ο θέμα που έθιξε ο Γιάννης το αν η Θ διατηρείται σταθερή: Από τη στιγμή που προσθέτω CO2 και η ισορροπία μετατοπίζεται δεξιά προς την εξώθερμη πορεία, προφανώς η θερμική (κινητική) ενέργεια του συστήματος αυξάνεται, άρα και η θερμοκρασία του. Υποθέτω όμως ότι το σύστημα είναι σε θερμική επικοινωνία με το περιβάλλον, οπότε, σε εύλογο χρόνο, αποβάλλει αυτήν την αύξηση της θερμικής του ενέργειας με τη μορφή θερμότητας προς το περιβάλλον και επανέρχεται στην αρχική του θερμοκρασία. Γι΄αυτό υποθέτουμε ότι η Kc παραμένει σταθερή. Αυτό νομίζω υποθέτουμε σε όλες τις αντιδράσεις που λέμε ότι η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή.
ΑπάντησηΔιαγραφήΌσον αφορά στο θέμα της γραφικής παράστασης, ουσιαστικά είναι αυτή η γρήγορη και μη μαθηματική δικαιολόγηση που δίνυμε ότι "δεν αναιρείται πλήρως η επιφερόμενη μεταβολή" το οποίο γενικά ισχύει πλην λίγων εξαιρέσεων που αναφέτραμε παραπάνω. Θεωρώ ότι και αυτή η δικαιλόγηση θα πρέπει να γίνεται αποδεκτή.
Αριστερά προς την εξώθερμη πορεία εννοώ παραπάνω...
ΑπάντησηΔιαγραφήΣας ευχαριστώ πολύ για τις απαντήσεις που μου δώσατε. Καλή συνέχεια σε όλους :)
ΑπάντησηΔιαγραφήΑντώνη καλησπέρα συγχαρητήρια και πάλι για το περιεχόμενο και την παρουσίαση μια ερώτηση σε ποιο θέμα επαναληπτικών πανελλαδικών 2020 που γίνονται δυο ματαβολές αναφέρεσαι?
ΑπάντησηΔιαγραφήΕυχαριστώ
Μιλάω για το Β2 - Επαναληπτικές 2020 - παλαιό ... Βασικά δεν γίνονται δύο (2) μεταβολές αλλά τρείς (3) ... προσθήκη Α , προσθήκη Β , προσθήκη Γ.
Διαγραφή