Răspuns:
O rezolvare propusă pentru numărul de moli de H₂O introdusă în reacția de oxidare reversibilă a oxidului de carbon, o sursă de hidrogen.
- notăm cu *a* numărul de moli de H₂O și cu x, numărul de moli de CO, care reacționează cu H₂O, până la stabilirea echilibrului chimic, cu formare de 1,5 moli de H₂ . 1,5 moli H₂ există în amestecul gazos la echilibrul chimic, deci înțelegem, că ei s-au format stoechiometric din x moli de CO.
- calculăm valoarea lui x, moli de CO consumat stoechiometric pentru formarea de 1,5 moli de H₂, cu ecuația chimică reversibilă:
- x moli CO.....................................1,5 moli H₂
- CO(g) + H₂O(gaz) catalizator,p,t⁰C⇔ H₂(gaz) + CO₂(g)
- 1mol .......1mol......................................1mol..........1mol
- x moli CO consumati =1,5 moli
- Rezultă:
- numărul de moli CO consumați până la echilibrul chimic=numărul de moli de H₂O consumați până la echilibrul chimic=numărul de moli de H₂ formați=numărul de moli de CO₂ formati și existenți la echilibrul chimic în amestecul gazos=1,5 moli
- calculăm valoarea lui *a* cu ajutorul tabloului de variație al numărului de moli de CO,H₂O, H₂ și CO₂ în timpul reacției chimice, și respectiv cu ajutorul constantei de echilibru chimic, Kc (exprimată prin concentrații molare)
- CO(g) + H₂O(g) condiții ↔ CO₂(g) + H₂(g) , Kc=1
- moli CO H₂O CO₂ H₂
- inițial 2 a 0 0
- consumati x=1,5 x=1,5 formati 1,5 1,5
- existenți la echilibrul chimic
- 2-1,5=0,5 a-1,5 1,5 1,5
- C M (mol/L), V amestec gazos=V vas =1 L
- CM CO= n moli CO la echilibru chimic/V=0,5mol/1L=0,5 M
- CM H₂O =n moli H₂O la echilibru chimic/ V =(a-1,5)mol/1L =(a-1,5)M
- CM H₂=CM CO₂=n moli H₂(CO₂) echilibru chimic/V=1,5 mol/1 L=1,5M
- Rezultă a:
- Kc = 1= CM H₂.CM CO₂/ CM CO . CM H₂O
- 1= 1,5 M .1,5 M / 0,5M .(a-1,5)M = 1,5² / 0,5a-0,75
- 0,5a-0,75=2,25
- 0,5a=2,25+0,75=3
- a=3/0,5=6 moli de H₂O
- masa de apă, cuprinsă în 6 moli de H₂O este:
- m H₂O=n moli H₂O . M H₂O (g/mol)=6 moli .18 g.mol⁻¹=108 g
- R: 6 moli inițiali de H₂O, respectiv 108 g H₂O
