Giả sử bạn đã biết được bản chất của thương số phản ứng $\text{Q}$ và hằng số cân bằng $K$ là gì rồi. Về mặt nói chung, để biết được phản ứng sẽ dịch chuyển theo chiều nào thì chúng ta cần tính thương số phản ứng $\text{Q}$ (có thể là $\text{Q}_c, \text{Q}_p$ hoặc $\text{Q}_x$) sau đó so sánh với hệ số cân bằng $\text{K}$ tương ứng (bao gồm $\text{K}_c, \text{K}_p$ hoặc $\text{K}_x$), sẽ xảy ra 3 trường hợp:
- Nếu $\text{Q} < \text{K}$ $\rightarrow$ phản ứng sẽ dịch chuyển theo chiều thuận, từ trái sang phải để đạt đến sự cân bằng.
- Nếu $\text{Q} > \text{K}$ $\rightarrow$ phản ứng sẽ dịch chuyển theo chiều nghịch, từ phải sang trái để đạt đến sự cân bằng.
- Nếu $\text{Q} = \text{K}$ $\rightarrow$ phản ứng đang ở trạng thái cân bằng.
Theo bài toán, chúng ta đã có áp suất của $3$ chất, chúng ta có thể dễ dàng tính thương số phản ứng $\text{Q}_p$ sau đó sử dụng thương số phản ứng $\text{Q}_p$ để so sánh với hằng số cân bằng $\text{K}_p$. Tại sao lại tính $\text{Q}_p$ với $\text{K}_p$ rồi dùng kết quả để so sánh mà không phải là các thương số hoặc hằng số khác thì mình cũng giả sử rằng bạn đã phân biệt được sự khác nhau giữa chúng, ta có:
$$\text{Q}_p = \frac{(\text{P}_{\text{PCl}_3}) (\text{P}_{\text{Cl}_2})}{(\text{P}_{\text{PCl}_5})} = \frac{(2.19)(0.88)}{(19.7)} \approx 0.0978$$
Mà nhờ vào mối quan hệ giữa $\text{K}_p$ và $\text{K}_c$, ta có thể dễ dàng suy ra $\text{K}_p$ từ $\text{K}_c$ với thông tin $\text{K}_c = 0.0454$ và $261^\circ \text{C}$ bởi công thức liên hệ giữa chúng:
$$\text{K}_p = \text{K}_c (\text{R} \text{T})^{\Delta n}$$
Với:
- $\text{R}$: là hằng số gas lí tưởng và bằng $0.08206$, đơn vị $\frac{\text{L} \times \text{atm}}{\text{mol} \times \text{K}}$
- $\text{T}$: là nhiệt độ, đơn vị Kelvin ($\text{K}$).
- $\Delta n$: sự chênh lệch giữa hệ số phương trình của chất sản phẩm và chất tham gia phản ứng, $\Delta n = n_{\text{phải}} - n_{\text{trái}}$.
Do nhiệt độ đề cho ở dạng $^\circ \text{C}$, ta cần đổi sang độ $\text{K}$:
$$261^\circ \text{C} = 534.15 \text{K}$$
Để tính $\Delta n$, chỉ cần lấy hệ số phản ứng của phương trình bên phải trừ hệ số phản ứng của phương trình bên trái:
$$\Delta n = (1 + 1) - 1 = 1$$
Thế vào, ta tính được hằng số cân bằng $\text{K}_p$:
$$\text{K}_p = 0.0454 * (0.08206 * 534.15)^1 \approx 1.99$$
Kết luận:
Bởi vì $\text{Q}_p < \text{K}_p$ nên chiều của phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận, từ trái sang phải để đạt đến sự cân bằng.