PCl5 분해 반응의 평형상수와 평형에서의 농도

PCl5 분해 반응의 평형상수와 평형에서의 농도

 

 

PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g) 반응의 경우, 500. K에서 Kc = 0.61이다.

(a) PCl5 3.6 g을 300. mL 반응 용기 안에 방치하여 평형에 이르렀을 때,

혼합물 조성의 평형 몰농도를 계산하시오.

(b) 500. K의 평형에서는 PCl5의 몇 %가 분해되는가?

 

For the reaction PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g), Kc = 0.61 at 500. K

(a) Calculate the equilibrium molar concentrations of the components in the mixture when 3.6 g of PCl5 is placed in a 300. mL reaction vessel and allowed to come to equilibrium.

(b) What is the percentage of the PCl5 has decomposed at equilibrium at 500. K?

 

-----------------------------------------

 

균형 맞춘 반응식(balanced reaction):

PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)

 

PCl5의 몰질량(molar mass) = 208.24 g/mol

3.6 g PCl5의 몰수 = 3.6 g / (208.24 g/mol) = 0.017 mol

PCl5의 몰농도 = 0.017 mol / 0.300 L = 0.057 M

 

평형상수 식에 대입하면,

PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)

Kc = (x)(x) / (0.057-x) = 0.61

x^2 + 0.61x - 0.035 = 0

 

근의 공식으로 x를 계산하면,

x = 0.053 M

 

따라서 평형에서 각 물질의 몰농도는

[PCl5] = 0.057-x = 0.057-0.053 = 0.004 M

[PCl3] = [Cl2] = 0.053 M

 

분해 백분율 = (분해된 농도 / 초기 농도) * 100

= (0.053 / 0.057) * 100 = 93%