Toolyard

Kimyasal denge simülatörü (Le Chatelier)

Bu benzetimdeki denklemler

N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃, ΔH° = −92 kJ/mol
ΔH°tepkime entalpisinegatif: amonyak oluşumu ısı verir, bu yüzden sıcaklığı artırmak dengeyi N₂ ve H₂’ye doğru geri iter
nher gazın mol sayısıçizilen moleküller mol başına yirmi tanedir
K_p = p(NH₃)² ÷ (p(N₂) × p(H₂)³)
pher gazın kısmi basıncı, barp = n R T ÷ V
Qtepkime oranı: karışımın şu anki hali için aynı oranK’nin altında tepkime ileri, üstünde geri yürür, ta ki Q = K olana dek
K_pdenge sabitiyalnızca sıcaklıkla belirlenir, miktarlarla ya da hacimle değil

Mevcut değerlerle:

ΔG° = ΔH° − T ΔS°, K_p = e^(−ΔG° ÷ RT)
ΔS°tepkime entropisi−198 J/(mol·K): dört gaz molekülü ikiye iner
ΔG°standart Gibbs tepkime enerjisiyaklaşık 465 K’nin altında negatif; orada amonyak yeğlenir

Mevcut değerlerle:

p_total = n_total R T ÷ V
p_totaltoplam basınçkabı sıkıştırmak onu artırır, tepkime de daha az molekül üreterek karşılık verir: 4 molekül 2 olur

Mevcut değerlerle:

Kimyasal denge simülatörü nasıl kullanılır

  1. Kap bir mol azot (mavi çiftler) ve üç mol hidrojenle (beyaz çiftler) başlar. Karışım, amonyağın parçalandığı hızla oluştuğu ve Q’nun K’ye eşit olduğu dengeye ulaşana kadar amonyağa (bir mavi ve üç beyaz) dönüşürler.
  2. Dengeyi boz ve Le Chatelier ilkesinin söylediği gibi geri kaydığını izle. Kabı sıkıştır, basınç yükselir; tepkime dört molekülü ikiye çevirerek daha çok amonyak yapar. Isıt; amonyak yapmak ısı verdiği için azot ve hidrojene doğru geri kayar. Bir gaz ekle ya da amonyağı çıkar; karışım onu tüketmek ya da yerine koymak için kayar.
  3. Hikâyenin öbür yarısını görmek için katalizörü kapat ve kabı soğut: düşük sıcaklıkta denge amonyaktan yanadır, ama tepkime o kadar yavaştır ki neredeyse kıpırdamaz. Grafik, seçtiğin hacim için denge amonyak payını sıcaklığa karşı gösterir.

Sık sorulan sorular

Kimyasal denge nedir?

Tersinir bir tepkimenin oturduğu, ileri ve geri tepkimelerin aynı hızla yürüdüğü durum; moleküller iki yönde de tepkimeye girmeye devam etse de miktarlar değişmeyi bırakır. N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ için tepkime oranı Q = p(NH₃)² ÷ (p(N₂) p(H₂)³) denge sabiti K’ye eşit olunca ulaşılır.

Le Chatelier ilkesi nedir?

Bir denge bozulursa, bozulmayı kısmen geri alan yöne kayar. Bir tepken eklemek bir kısmını tüketmek için ileri, bir ürünü çıkarmak bir kısmını yerine koymak için ileri kaydırır; basıncı artırmak daha az gaz molekülü olan tarafı, sıcaklığı artırmak ısı soğuran yönü kayırır.

Isı verimi düşürüyorsa Haber süreci neden sıcakta çalışıyor?

Çünkü verimin yüksek olduğu bir sıcaklıkta tepkime, katalizörle bile çok yavaştır. Sanayi uzlaşır: yaklaşık 450 °C, bir demir katalizör ve verimi geri kazanmak için 150–300 bar basınç; amonyak yoğuşturularak ayrılır ve tepkimeye girmemiş gaz geri döndürülür. Bu son adım «NH₃’ü çıkar» düğmesidir.

Katalizör dengeyi değiştirir mi?

Hayır. İleri ve geri tepkimeleri aynı çarpanla hızlandırır; bu yüzden karışım dengeye daha çabuk ama tam olarak aynı bileşimle ulaşır. K’yi yalnızca sıcaklık değiştirir; basınç ve miktarlar Q’yu değiştirir ve karışım Q yeniden K’ye eşit olana kadar kayar.

WebGL’nin kapalı olduğunu söylüyor.

3B görünüm, güncel her tarayıcıda bulunan WebGL’ye ihtiyaç duyar. Tarayıcı ayarlarında donanım hızlandırma kapatılmışsa ya da grafik sürücüsü çok eskiyse kapalı olabilir. Donanım hızlandırmayı aç ya da başka bir tarayıcı dene.

Bir şey yükleniyor mu?

Hayır. Simülasyonu WebGL ile kendi tarayıcın çizer; hiçbir yere hiçbir şey gönderilmez ve sayfa yüklendikten sonra çevrimdışı da çalışmaya devam eder.

Diğer kimya benzetimleri

Diğer bilim benzetimleri

Eğik atış simülatörüSarkaç simülatörüÇift yarık deneyi simülatörüElektrik alanı simülatörüYörünge simülatörüKütle-yay salınımı simülatörüRutherford saçılması simülatörüParçacık çarpıştırıcı olay ekranıRadyoaktif bozunma simülatörüBohr atomu simülatörüDifüzyon ve osmoz simülatörüDNA ve RNA katlanma görüntüleyiciBakteri büyümesi simülatörüSantrifüj simülatörüMercek ve ayna ışın diyagramı simülatörüDuran dalga simülatörüDoppler etkisi simülatörüÇarpışma ve momentum simülatörüRC ve RL devresi simülatörüManyetik alanda yüklü parçacık simülatörüKara cisim ışıması simülatörüÖzel görelilik simülatörüKırılma ve tam iç yansıma simülatörüSeri ve paralel devre simülatörüAkışkan akışı ve Bernoulli ilkesi simülatörüElektromanyetik indüksiyon simülatörü3B atom orbitalleri görüntüleyiciEnzim kinetiği simülatörüAksiyon potansiyeli simülatörüPCR simülatörüDoğal seçilim ve popülasyon genetiği simülatörüKalp ve kalp döngüsü simülatörüJel elektroforezi simülatörüMitoz ve mayoz simülatörüProtein sentezi simülatörü: transkripsiyon ve translasyonFotosentez ve sınırlayıcı etkenler simülatörüAv-avcı popülasyonu simülatörüSalgın yayılımı simülatörü: SIR ve SEIRMevsimler ve gün uzunluğu simülatörüLevha tektoniği ve deprem simülatörüAy evreleri, gelgitler ve tutulmalar simülatörüSera etkisi simülatörüYıldız evrimi ve Hertzsprung–Russell diyagramı simülatörüGalton tahtası simülatörüFourier serisi simülatörü

İlgili hesaplayıcılar ve araçlar

İlgili benzetimler