ViewWiki

שיעור 4 מתוך 4

שיווי משקל בתעשייה.

כ־20 דקות · 5 שאלות תרגול

לחץ, טמפרטורה וזרז בתהליך הבר, שמייצר את האמוניה לדשנים: למה דוחסים, למה לא מקררים עד הסוף, ומה הזרז לא עושה.

שלב 1 מתוך 5 · לדחוס

שלב 1 מתוך 5

לדחוס

בתגובה בין גזים, לחץ הוא עוד תנאי שאפשר לשנות. כשדוחסים את הגז לנפח קטן יותר, הריכוז של כל הגזים גדל, ועקרון לה שטלייה אומר שהתערובת תזוז לצד שמקטין את הלחץ: הצד עם פחות מולקולות של גז. ב־2NO2⇌N2O4\mathrm{2NO_2 \rightleftharpoons N_2O_4}⁠ זה הצד של N2O4\mathrm{N_2O_4}⁠.

בבקבוק אי אפשר לדחוס, אבל אפשר לאטום גז צפוף יותר: NO₂ שנאטם בבקבוק. טמפרטורה קבועה.

לשאלה

שלב 2 מתוך 5

רבע

הכיוון עובד גם הפוך: גז דליל, כמו גז בלחץ נמוך, זז לצד עם יותר מולקולות.

לשאלה

שלב 3 מתוך 5

תהליך הבר

בתחילת המאה ה־20 פיתחו פריץ הבר וקרל בוש דרך לקשור את החנקן שבאוויר למימן וליצור אמוניה, NH3\mathrm{NH_3}⁠. ממנה מייצרים את רוב הדשנים בעולם, וכמחצית מהחנקן שבגוף של כל אחד מאיתנו עבר דרך מפעל כזה.

N2+3H2⇌2NH3ΔH=−92 kJ\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3} \qquad \Delta H = -92\ \mathrm{kJ}⁠

השאלות מכאן והלאה הן על תהליך הבר, לא על הבקבוק. השתמשו באותם כללים.

לשאלה

שלב 4 מתוך 5

פשרה

מפעל לא שואל רק כמה תוצר יש בשיווי משקל, אלא גם כמה זמן לוקח להגיע אליו.

לשאלה

שלב 5 מתוך 5

הזרז

בכור של תהליך הבר יש ברזל, כזרז. בשיעור על זרזים ראיתם מה זרז עושה לגבעה שבפרופיל האנרגיה.

לשאלה

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „שיווי משקל כימי”
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

כל שלב מכין לכם את הסצנה, ובקר שמסומן „קבוע” נשאר במקומו בשלב הזה.

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

בבקבוק 20 mmol/L, וכ־32%32\%⁠ מהחנקן נמצא ב־NO2\mathrm{NO_2}⁠. מה יקרה לחלק הזה כשנאטום גז צפוף פי ארבעה, 80 mmol/L, באותה טמפרטורה?

לניסוי

תרגול · הגיעו למטרה

שנו את NO₂ שנאטם בבקבוק כך שבשיווי משקל רבע מהחנקן, 25%25\%⁠, יהיה ב־NO2\mathrm{NO_2}⁠, ולחצו על בדיקה.

לניסוי

תרגול · בחרו

אמוניה, חומר הגלם של רוב הדשנים, מיוצרת בתהליך הבר: N2+3H2⇌2NH3\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3}⁠, ΔH=−92 kJ\Delta H = -92\ \mathrm{kJ}⁠. באילו תנאים יש הכי הרבה אמוניה בשיווי משקל?

לניסוי

תרגול · בחרו

אם קירור נותן יותר אמוניה, למה מפעלים מריצים את תהליך הבר בכ־450 °C ולא בטמפרטורת החדר?

לניסוי

תרגול · בחרו

מה עושה זרז הברזל בתהליך הבר לכמות האמוניה בשיווי משקל?