Hogyan kell kiszámítani következő kémia feladatot?! CH4+H2O=CO+3H2 Zárt 10dm3-es tartályban, amely 25 fokos, standard nyomású metángázt tartalmaz Mekkora tömegű vizet kell fecskendezni, hogy K=0, 00322 (egyensúlyi állandó), metán fele alakuljon át!

K=[CO]*[H2]^3/([CH4]*[H2O])

Kezdeti állapotban legyen a metán koncentrációja [CH4], végállapotban [CH4]'.

Ha a nevezőben található két szorzótényező közül az egyik a felére csökken, akkor a másiknak a kétszeresére kell nőjjön, hogy kompenzálja. Ergó: [H2O]'=2*[H2O].

n(össz)=pV/(RT)=101325*0,01/(8,314*298)=0,41 mol.

Az egyensúlyi rendszerben van összesen 6 egységnyi gáz (3 hidrogén, 1 CO, 1 CH4, 1 H2O). Tehát a víz kezdeti koncentrációja:

[H2O]=0,41/6=0,069 mol. Mivel kétszeresére kell nőjjön, így [H2O]'=2*0,069=0,138 mol.

Ez megfelel m(H2O')=0,138*18=2,48 g víznek.

Kerülő megoldás, de elvileg helyes.

De látom, kicsit túlfutottam az eredeti kérdésen...

A legegyszerűbben a dimenzióanalízissel magyarázható meg:

A koncentráció mértékegysége mol/dm^3.

A moláris térfogaté pedig dm^3/mol. Hogyan lehet dm^3/mol-ból mol/dm^3-t csinálni? Nevezőbe kell vinni. Tehát:

mol/dm^3=1/(dm^3/mol)

c=1/V(m)

Én inkább a képlettel játszanék:

Vm=V/n

c=n/V

A moláris térfogatból koncentrációt akarunk "gyártani".

Ha megnézzük ezek egymás reciprokai==>c=1/Vm=1/24,5=0,0408mol/dm^3.