沉甸與分解率計算(化學)

1.將0.20 M的CaCl2(aq) 100ml 與 0.20M的 NaF(aq) 100 ml 混合溶液，產生沉殿量為? (CaF2 之Ksp = 2 x 10^-10)(F原子量 = 19)

剛混合後，在沉澱產生前：
溶液中 Ca^2+ 的莫耳數 = 0.20 x (100/1000) = 0.02 mol
溶液中 F^- 的莫耳數 = 0.20 x (100/1000) =0.02 mol

CaF2 的 Ksp 很小，所以在以下沉澱反應中，限量反應物離子的濃度低至可以忽略不計。

Ca^2+(aq) + 2F^-(aq) → CaF2(s)
要 0.02 mol F^- 完全反應，需用 Ca^2+ 離子 = 0.02 x (1/2) = 0.01 mol
因此，Ca^2+ 離子過量，F^- 是限量反應物（完全反應）。

產生沉澱的 F^- 莫耳數 = 0.02 mol
生成 CaF2 沉澱的莫耳數 = 0.02 x (1/2) = 0.01 mol
生成 CaF2­ 的質量 = 0.01 x (40 + 19x2) = 0.78 g


= = = = =
2.PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g) 平衡系中，於定溫，由PCl5分解開始達平衡，設PCl5分解率為a，平衡時總壓為1atm，則平衡常數Kp?

考慮 1 mol 的 PCl5。

PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)

反應前：
PCl5 的莫耳數 = 1 mol
PCl3 的莫耳數 = Cl2 的莫耳數 = 0 mol

平衡時：
PCl5 的莫耳數 = (1 - a) mol
PCl3 的莫耳數 = Cl2 的莫耳數 = a mol
總氣體莫耳數 = (1 - a) + a + a = (1 + a) mol

PCl5 的平衡分壓, PpCl5 = 1 x [(1 - a)/(1 + a)] = (1 - a)/(1 + a) atm
PCl3 的平衡分壓, PPCl3 = a/(1 + a) atm
Cl2 的平衡分壓, PCl2 = a/(1 + a) atm

平衡常數 Kp
= PPCl3•PCL2 / PPCl5
= [a/(1 + a)]^2 / [(1 - a)/(1 + a)] atm
= a/[(1 + a)(1 - a)] atm
= a/(1 - a^2) atm

2011-03-14 01:43:03 補充：
不要只單看 mol 數的多少。

這個反應需用 Ca^2+ 0.01 mol 和 F^- 0.02 mol。
但溶液中 Ca^2+ 0.02 mol 和 F^- 0.02 mol。
很明顯，F^- 完全反應，而 Ca^2+ 只用了 0.01 mol，還有 0.01 mol 沒用到，所以是過量。