Skip to content · ⁨Bỏ qua nội dung⁩

Equilibrium · ⁨Cân bằng⁩

AP Chemistry · ⁨AP Hóa học⁩ · Topic 7 · ⁨Chủ đề 7⁩

Video lesson for this topic · ⁨Bài học video cho chủ đề này⁩ Open the video page · ⁨Mở trang video⁩
8:24

Cân bằng

Một nhà máy hóa chất lúc chạng vạng. Bên trong, nitơ từ không khí được biến thành amoniac — phân bón nuôi sống khoảng một nửa dân số hiện nay. Nhưng các…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨Giọng đọc tiếng Anh · phụ đề tiếng Anh + 中文 được ghi trực tiếp⁩

7.1

Introduction to Equilibrium · ⁨Giới thiệu về Cân bằng hóa học⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Learning Objective 7.1.A: Explain the relationship between the occurrence of a reversible chemical or physical process, and the establishment of equilibrium, to experimental observations.

  • 7.1.A.1 Many observable processes are reversible. Examples include evaporation and condensation of water, absorption and desorption of a gas, or dissolution and precipitation of a salt. Some important reversible chemical processes include the transfer of protons in acid-base reactions and the transfer of electrons in redox reactions.
  • 7.1.A.2 When equilibrium is reached, no observable changes occur in the system. Reactants and products are simultaneously present, and the concentrations or partial pressures of all species remain constant.
  • 7.1.A.3 The equilibrium state is dynamic. The forward and reverse processes continue to occur at equal rates, resulting in no net observable change.
  • 7.1.A.4 Graphs of concentration, partial pressure, or rate of reaction versus time for simple chemical reactions can be used to understand the establishment of chemical equilibrium.
Tiếng Việt

Mục tiêu học tập 7.1.A: Giải thích mối quan hệ giữa sự xảy ra của một quá trình hóa học hoặc vật lý thuận nghịch, và việc thiết lập cân bằng, với các quan sát thực nghiệm.

  • 7.1.A.1 Nhiều quá trình quan sát được là thuận nghịch. Ví dụ bao gồm sự bay hơi và ngưng tụ của nước, sự hấp thụ và giải hấp của khí, hoặc sự hòa tan và kết tủa của muối. Một số quá trình hóa học thuận nghịch quan trọng bao gồm sự chuyển giao proton trong phản ứng axit-bazơ và sự chuyển giao electron trong phản ứng oxi hóa-khử.
  • 7.1.A.2 Khi cân bằng đạt được, không có sự thay đổi nào quan sát được trong hệ. Chất tham gia và sản phẩm đồng thời tồn tại, và nồng độ hoặc áp suất riêng phần của tất cả các loài vẫn không đổi.
  • 7.1.A.3 Trạng thái cân bằng mang tính động. Quá trình thuận và nghịch tiếp tục diễn ra với tốc độ bằng nhau, dẫn đến không có sự thay đổi tổng thể quan sát được.
  • 7.1.A.4 Đồ thị biểu diễn nồng độ, áp suất riêng phần hoặc tốc độ phản ứng theo thời gian đối với các phản ứng hóa học đơn giản có thể được sử dụng để hiểu về việc thiết lập cân bằng hóa học.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English
Dynamic equilibrium

A reversible reaction 可逆反应 runs both ways. Chemical equilibrium 化学平衡 is reached when the forward and reverse rates become equal, so concentrations stop changing. Equilibrium is dynamic – both reactions continue, but at matching rates, so nothing appears to change.

The rates graph above explains why concentrations settle; this next graph shows what the concentrations do – reactants fall and products rise until, once the rates match, both hold constant (they need not be equal).

Tiếng Việt
Dung dịch coban clorua: hệ cân bằng chuyển dịch khi điều kiện thay đổi (Le Chatelier)
Dung dịch coban clorua: hệ cân bằng chuyển dịch khi điều kiện thay đổi (Le Chatelier)
Cân bằng động

Phản ứng thuận nghịch diễn ra theo cả hai chiều. Cân bằng hóa học đạt được khi tốc độ thuận và nghịch trở nên bằng nhau, do đó nồng độ ngừng thay đổi. Cân bằng là động – cả hai phản ứng vẫn tiếp tục nhưng ở tốc độ như nhau, nên nhìn bên ngoài dường như không có gì thay đổi.

Cân bằng động: tốc độ thuận và nghịch trở nên bằng nhau
Cân bằng động: tốc độ thuận và nghịch trở nên bằng nhau

Biểu đồ tốc độ trên giải thích tại sao nồng độ ổn định; biểu đồ tiếp theo cho thấy những gì xảy ra với nồng độ – chất phản ứng giảm và sản phẩm tăng cho đến khi, ngay sau khi tốc độ khớp nhau, cả hai giữ nguyên (chúng không nhất thiết phải bằng nhau).

Nồng độ chất tham gia và sản phẩm thay đổi, sau đó giữ nguyên khi đạt cân bằng
Nồng độ chất phản ứng và sản phẩm thay đổi, sau đó giữ nguyên khi đạt cân bằng
Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
English Tiếng Việt
reversible reaction/rɪˈvɜːsɪbl rɪˈækʃn/ phản ứng thuận nghịch
Chemical equilibrium/ˈkemɪkl ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ Cân bằng hóa học
reaction quotient/rɪˈækʃn ˈkwəʊʃənt/ thanh toán số phản ứng
equilibrium constant/ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm ˈkɒnstənt/ hằng số cân bằng
Le Chatelier's principle/lə ˈtʃeɪtlɪəz ˈprɪnsɪpl/ Nguyên lý Le Chatelier
solubility product/ˌsɒljuːˈbɪlɪti ˈprɒdʌkt/ tích số tan
7.2

Direction of Reversible Reactions · ⁨Chiều của Phản ứng Thuận Nghịch⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Learning Objective 7.2.A: Explain the relationship between the direction in which a reversible reaction proceeds and the relative rates of the forward and reverse reactions.

  • 7.2.A.1 If the rate of the forward reaction is greater than the reverse reaction, then there is a net conversion of reactants to products. If the rate of the reverse reaction is greater than that of the forward reaction, then there is a net conversion of products to reactants. An equilibrium state is reached when these rates are equal.
Tiếng Việt

Mục tiêu học tập 7.2.A: Giải thích mối quan hệ giữa chiều mà phản ứng thuận nghịch tiến hành và tốc độ tương đối của phản ứng thuận và phản ứng nghịch.

  • 7.2.A.1 Nếu tốc độ phản ứng thuận lớn hơn tốc độ phản ứng nghịch, thì sẽ có sự chuyển hóa ròng từ chất tham gia sang sản phẩm. Nếu tốc độ phản ứng nghịch lớn hơn tốc độ phản ứng thuận, thì sẽ có sự chuyển hóa ròng từ sản phẩm sang chất tham gia. Trạng thái cân bằng đạt được khi các tốc độ này bằng nhau.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

At equilibrium the amounts of reactants and products are fixed but usually not equal. Whether the mixture favors products or reactants depends on the reaction; you compare the current state to the equilibrium condition to predict which way it shifts.

Tiếng Việt

Tại cân bằng, lượng chất phản ứng và sản phẩm là cố định nhưng thường không bằng nhau. Hỗn hợp ưu tiên sản phẩm hay chất phản ứng phụ thuộc vào phản ứng cụ thể; bạn so sánh trạng thái hiện tại với điều kiện cân bằng để dự đoán chiều chuyển dịch.

7.3

The Reaction Quotient and Equilibrium Constant · ⁨Hằng số Biểu thức Phản ứng và Hằng số Cân bằng⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Learning Objective 7.3.A: Represent the reaction quotient $Q_c$ or $Q_p$, for a reversible reaction, and the corresponding equilibrium expressions $K_c = Q_c$ or $K_p = Q_p$.

  • 7.3.A.1 The reaction quotient $Q_c$ describes the relative concentrations of reaction species at any time. For gas phase reactions, the reaction quotient may instead be written in terms of partial pressures as $Q_p$. The reaction quotient tends toward the equilibrium constant such that at equilibrium $K_c = Q_c$ and $K_p = Q_p$. As examples, for the reaction

    $$a\,\mathrm{A} + b\,\mathrm{B} \rightleftarrows c\,\mathrm{C} + d\,\mathrm{D}$$
    the law of mass action indicates that the equilibrium expression for $(K_c, Q_c)$ is

    • Equation: $K_c = \dfrac{[\mathrm{C}]^c [\mathrm{D}]^d}{[\mathrm{A}]^a [\mathrm{B}]^b}$

    and that for $(K_p, Q_p)$ is

    • Equation: $K_p = \dfrac{(P_\mathrm{C})^c (P_\mathrm{D})^d}{(P_\mathrm{A})^a (P_\mathrm{B})^b}$
    • Exclusion statement: Conversion between $K_c$ and $K_p$ will not be assessed on the AP Exam. Students should be aware of the conceptual differences and pay attention to whether $K_c$ or $K_p$ is used in an exam question.
    • Exclusion statement: Equilibrium calculations on systems where a dissolved species is in equilibrium with that species in the gas phase will not be assessed on the AP Exam.
  • 7.3.A.2 The reaction quotient does not include substances whose concentrations (or partial pressures) are independent of the amount, such as for solids and pure liquids.

Tiếng Việt

Mục tiêu học tập 7.3.A: Biểu diễn hằng số tỷ lệ phản ứng $Q_c$ hoặc $Q_p$, cho một phản ứng thuận nghịch, và các biểu thức cân bằng tương ứng $K_c = Q_c$ hoặc $K_p = Q_p$.

  • 7.3.A.1 Hằng số phản ứng $Q_c$ mô tả nồng độ tương đối của các loài tham gia phản ứng tại bất kỳ thời điểm nào. Đối với phản ứng trong pha khí, hằng số phản ứng có thể được viết theo áp suất riêng phần là $Q_p$. Hằng số phản ứng tiến tới hằng số cân bằng, do đó tại cân bằng $K_c = Q_c$ và $K_p = Q_p$. Là ví dụ, đối với phản ứng

    $$a\,\mathrm{A} + b\,\mathrm{B} \rightleftarrows c\,\mathrm{C} + d\,\mathrm{D}$$
    định luật tác dụng khối lượng chỉ ra rằng biểu thức cân bằng cho $(K_c, Q_c)$ là

    • Phương trình: $K_c = \dfrac{[\mathrm{C}]^c [\mathrm{D}]^d}{[\mathrm{A}]^a [\mathrm{B}]^b}$

    và biểu thức cho $(K_p, Q_p)$ là

    • Phương trình: $K_p = \dfrac{(P_\mathrm{C})^c (P_\mathrm{D})^d}{(P_\mathrm{A})^a (P_\mathrm{B})^b}$
    • Câu loại trừ: Sự chuyển đổi giữa $K_c$ và $K_p$ sẽ không được đánh giá trong Kỳ thi AP. Học sinh nên nhận thức được sự khác biệt về khái niệm và chú ý xem liệu $K_c$ hay $K_p$ được sử dụng trong câu hỏi kiểm tra.
    • Câu loại trừ: Các phép tính cân bằng đối với hệ thống mà một loài tan đang ở trạng thái cân bằng với loài đó trong pha khí sẽ không được đánh giá trong Kỳ thi AP.
  • 7.3.A.2 Hằng số tỷ lệ phản ứng không bao gồm các chất có nồng độ (hoặc áp suất riêng phần) độc lập với lượng chất, chẳng hạn như chất rắn và chất lỏng tinh khiết.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

The reaction quotient 反应商 $Q$ has the same form as the equilibrium expression but uses current concentrations:

$$Q=\frac{[\text{products}]}{[\text{reactants}]}\ \text{(each raised to its coefficient)}.$$
At equilibrium $Q$ equals the equilibrium constant 平衡常数 $K$. Comparing them predicts direction: $Q shifts forward (toward products); $Q>K$ shifts reverse; $Q=K$ means already at equilibrium.

Tiếng Việt

Hằng số biểu thức phản ứng $Q$ có cùng dạng với biểu thức cân bằng nhưng sử dụng nồng độ hiện tại:

$$Q=\frac{[\text{products}]}{[\text{reactants}]}\ \text{(each raised to its coefficient)}.$$
Tại cân bằng $Q$ bằng hằng số cân bằng $K$. So sánh chúng để dự đoán chiều: $Q chuyển dịch thuận (về phía sản phẩm); $Q>K$ chuyển dịch nghịch; $Q=K$ nghĩa là đã ở trạng thái cân bằng.

7.4

Calculating the Equilibrium Constant · ⁨Tính toán Hằng số Cân bằng⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Learning Objective 7.4.A: Calculate $K_c$ or $K_p$ based on experimental observations of concentrations or pressures at equilibrium.

  • 7.4.A.1 Equilibrium constants can be determined from experimental measurements of the concentrations or partial pressures of the reactants and products at equilibrium.
Tiếng Việt

Mục tiêu học tập 7.4.A: Tính $K_c$ hoặc $K_p$ dựa trên các quan sát thực nghiệm về nồng độ hoặc áp suất tại cân bằng.

  • 7.4.A.1 Hằng số cân bằng có thể được xác định từ các phép đo thực nghiệm về nồng độ hoặc áp suất riêng phần của các chất tham gia và sản phẩm tại cân bằng.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

Write $K$ from the balanced equation (pure solids and liquids are left out). From equilibrium concentrations (or partial pressures for $K_p$), plug in and compute. $K_c$ uses molarities; $K_p$ uses pressures.

Worked example. For $\text{N}_2\text{O}_4\rightleftharpoons2\text{NO}_2$, the equilibrium concentrations are $[\text{N}_2\text{O}_4]=0.20\ \text{M}$ and $[\text{NO}_2]=0.10\ \text{M}$. Then

$$K_c=\frac{[\text{NO}_2]^2}{[\text{N}_2\text{O}_4]}=\frac{(0.10)^2}{0.20}=0.050.$$
The NO$_2$ coefficient of $2$ becomes the power; N$_2$O$_4$ (coefficient $1$) is just to the first power.

Tiếng Việt

Viết $K$ từ phương trình cân bằng (chất rắn và chất lỏng tinh khiết được bỏ qua). Từ nồng độ cân bằng (hoặc áp suất riêng phần đối với $K_p$), thay số vào và tính toán. $K_c$ sử dụng molar; $K_p$ sử dụng áp suất.

Ví dụ minh họa. Đối với $\text{N}_2\text{O}_4\rightleftharpoons2\text{NO}_2$, nồng độ cân bằng là $[\text{N}_2\text{O}_4]=0.20\ \text{M}$ và $[\text{NO}_2]=0.10\ \text{M}$. Khi đó

$$K_c=\frac{[\text{NO}_2]^2}{[\text{N}_2\text{O}_4]}=\frac{(0.10)^2}{0.20}=0.050.$$
Hệ số NO$_2$ của $2$ trở thành số mũ; N$_2$O$_4$ (hệ số $1$) chỉ ở lũy thừa bậc nhất.

7.5

Magnitude of the Equilibrium Constant · ⁨Độ lớn của Hằng số Cân bằng⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Learning Objective 7.5.A: Explain the relationship between very large or very small values of $K$ and the relative concentrations of chemical species at equilibrium.

  • 7.5.A.1 Some equilibrium reactions have very large $K$ values and proceed essentially to completion. Others have very small $K$ values and barely proceed at all.
Tiếng Việt

Mục tiêu học tập 7.5.A: Giải thích mối quan hệ giữa các giá trị rất lớn hoặc rất nhỏ của $K$ và nồng độ tương đối của các loài hóa học tại cân bằng.

  • 7.5.A.1 Một số phản ứng cân bằng có giá trị $K$ rất lớn và gần như hoàn toàn tiến hành đến cuối. Những phản ứng khác có giá trị $K$ rất nhỏ và hầu như không tiến hành gì cả.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English
  • $K\gg 1$: products strongly favored (reaction nearly complete).
  • $K\ll 1$: reactants favored (little reaction).
  • $K\approx 1$: significant amounts of both.

The size of $K$ tells you where the equilibrium "sits."

Tiếng Việt
  • $K\gg 1$: sản phẩm được ưu tiên mạnh (phản ứng gần như hoàn toàn).
  • $K\ll 1$: chất phản ứng được ưu tiên (phản ứng ít xảy ra).
  • $K\approx 1$: có lượng đáng kể của cả hai loại.

Kích thước của $K$ cho bạn biết vị trí "ngồi" của cân bằng nằm ở đâu.

7.6

Properties of the Equilibrium Constant · ⁨Các tính chất của Hằng số Cân bằng⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Learning Objective 7.6.A: Represent a multistep process with an overall equilibrium expression, using the constituent $K$ expressions for each individual reaction.

  • 7.6.A.1 When a reaction is reversed, $K$ is inverted.
  • 7.6.A.2 When the stoichiometric coefficients of a reaction are multiplied by a factor $c$, $K$ is raised to the power $c$.
  • 7.6.A.3 When reactions are added together, the $K$ of the resulting overall reaction is the product of the $K$'s for the reactions that were summed.
  • 7.6.A.4 Since the expressions for $K$ and $Q$ have identical mathematical forms, all valid algebraic manipulations of $K$ also apply to $Q$.
Tiếng Việt

Mục tiêu học tập 7.6.A: Biểu diễn một quá trình nhiều bước bằng biểu thức cân bằng tổng quát, sử dụng các biểu thức thành phần $K$ cho từng phản ứng riêng lẻ.

  • 7.6.A.1 Khi một phản ứng bị đảo ngược, $K$ bị đảo ngược.
  • 7.6.A.2 Khi các hệ sốstoichiometric của một phản ứng được nhân với một hệ số $c$, $K$ được nâng lên mũ $c$.
  • 7.6.A.3 Khi cộng các phản ứng lại với nhau, $K$ của phản ứng tổng quát thu được là tích của các $K$ cho các phản ứng đã được cộng lại.
  • 7.6.A.4 Vì các biểu thức cho $K$ và $Q$ có cùng dạng toán học, tất cả các biến đổi đại số hợp lệ của $K$ cũng áp dụng cho $Q$.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

$K$ changes in predictable ways: reversing a reaction inverts $K$ ($1/K$); multiplying coefficients by $n$ raises $K$ to the $n$th power; adding reactions multiplies their $K$ values. Only temperature changes the value of $K$ itself.

Tiếng Việt

$K$ thay đổi theo cách có thể dự báo: đảo ngược phản ứng sẽ lật ngược $K$ ($1/K$); nhân hệ số với $n$ sẽ đưa $K$ lên lũy thừa $n$; cộng các phản ứng lại sẽ nhân các giá trị $K$ của chúng. Chỉ có nhiệt độ làm thay đổi giá trị của $K$ chính nó.

7.7

Calculating Equilibrium Concentrations · ⁨Tính toán Nồng độ Cân bằng⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Learning Objective 7.7.A: Identify the concentrations or partial pressures of chemical species at equilibrium based on the initial conditions and the equilibrium constant.

  • 7.7.A.1 The concentrations or partial pressures of species at equilibrium can be predicted given the balanced reaction, initial concentrations, and the appropriate $K$.
  • 7.7.A.2 When $Q < K$, the reaction will proceed with a net consumption of reactants and generation of products. When $Q > K$, the reaction will proceed with a net consumption of products and generation of reactants. When $Q = K$, the system is at dynamic equilibrium; both forward and reverse reactions proceed at the same rate, and the proportion of reactants and products remains constant.
Tiếng Việt

Mục tiêu học tập 7.7.A: Xác định nồng độ hoặc áp suất riêng phần của các loài hóa học tại cân bằng dựa trên điều kiện ban đầu và hằng số cân bằng.

  • 7.7.A.1 Nồng độ hoặc áp suất riêng phần của các loài tại cân bằng có thể được dự báo nếu biết phương trình phản ứng cân bằng, nồng độ ban đầu và $K$ phù hợp.
  • 7.7.A.2 Khi $Q < K$, phản ứng sẽ diễn ra với sự tiêu thụ ròng của chất tham gia và tạo thành sản phẩm. Khi $Q > K$, phản ứng sẽ diễn ra với sự tiêu thụ ròng của sản phẩm và tạo thành chất tham gia. Khi $Q = K$, hệ ở trạng thái cân bằng động; cả phản ứng thuận và nghịch diễn ra với cùng tốc độ, và tỷ lệ phần trăm giữa chất tham gia và sản phẩm không đổi.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

Use an ICE table (Initial, Change, Equilibrium): fill in starting amounts, express the change with $x$ using the mole ratios, then substitute into the $K$ expression and solve for $x$. When $K$ is small, the approximation "$x$ is negligible" often simplifies the algebra.

Worked example. For $\text{H}_2+\text{I}_2\rightleftharpoons2\text{HI}$ with $K_c=50$, start with $0.100\ \text{M}$ each of H$_2$ and I$_2$. The ICE table gives equilibrium $[\text{H}_2]=[\text{I}_2]=0.100-x$ and $[\text{HI}]=2x$. Substitute:

$$K_c=\frac{(2x)^2}{(0.100-x)^2}=50\;\Rightarrow\;\frac{2x}{0.100-x}=\sqrt{50}=7.07\;\Rightarrow\;x=0.078,$$
so $[\text{HI}]=2x=0.156\ \text{M}$. Taking the square root of both sides works here because the expression is a perfect square.

Tiếng Việt

Sử dụng bảng ICE (Ban đầu, Biến đổi, Cân bằng): điền lượng ban đầu, biểu thị sự biến đổi qua $x$ dựa trên tỉ lệ mol, sau đó thay vào biểu thức $K$ và giải tìm $x$. Khi $K$ rất nhỏ, xấp xỉ "$x$ là không đáng kể" thường giúp đơn giản hóa phép tính đại số.

Ví dụ minh họa. Đối với $\text{H}_2+\text{I}_2\rightleftharpoons2\text{HI}$ với $K_c=50$, bắt đầu với $0.100\ \text{M}$ mỗi loại H$_2$ và I$_2$. Bảng ICE cho thấy cân bằng $[\text{H}_2]=[\text{I}_2]=0.100-x$ và $[\text{HI}]=2x$. Thay số vào:

$$K_c=\frac{(2x)^2}{(0.100-x)^2}=50\;\Rightarrow\;\frac{2x}{0.100-x}=\sqrt{50}=7.07\;\Rightarrow\;x=0.078,$$
suy ra $[\text{HI}]=2x=0.156\ \text{M}$. Lấy căn bậc hai cả hai vế hoạt động tốt ở đây vì biểu thức là bình phương hoàn hảo.

7.8

Representations of Equilibrium · ⁨Các dạng biểu diễn Cân bằng⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Learning Objective 7.8.A: Represent a system undergoing a reversible reaction with a particulate model.

  • 7.8.A.1 Particulate representations can be used to describe the relative numbers of reactant and product particles present prior to and at equilibrium, and the value of the equilibrium constant.
Tiếng Việt

Mục tiêu học tập 7.8.A: Biểu diễn một hệ đang xảy ra phản ứng thuận nghịch bằng mô hình hạt.

  • 7.8.A.1 Các biểu diễn hạt có thể được sử dụng để mô tả số lượng tương đối của các hạt chất tham gia và sản phẩm hiện diện trước và tại thời điểm cân bằng, cũng như giá trị của hằng số cân bằng.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

A particulate picture at equilibrium shows a fixed mix of reactant and product particles. Graphs of concentration vs time level off (never reaching zero) once equilibrium is reached – both curves flatten at the same moment.

Tiếng Việt

Hình ảnh phân tử tại cân bằng hiển thị hỗn hợp cố định các hạt chất phản ứng và sản phẩm. Đồ thị nồng độ theo thời gian đi ngang (không bao giờ chạm trục hoành) khi đạt cân bằng – cả hai đường cong đều phẳng hóa tại cùng một thời điểm.

7.9

Introduction to Le Chatelier's Principle · ⁨Giới thiệu Nguyên lý Le Chatelier⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Learning Objective 7.9.A: Identify the response of a system at equilibrium to an external stress, using Le Châtelier's principle.

  • 7.9.A.1 Le Châtelier's principle can be used to predict the response of a system to stresses such as addition or removal of a chemical species, change in temperature, change in volume/pressure of a gas-phase system, or dilution of a reaction system.
  • 7.9.A.2 Le Châtelier's principle can be used to predict the effect that a stress will have on experimentally measurable properties such as pH, temperature, and color of a solution.
Tiếng Việt

Mục tiêu học tập 7.9.A: Xác định phản ứng của một hệ ở trạng thái cân bằng khi chịu tác động từ bên ngoài, dựa trên nguyên tắc Le Châtelier.

  • 7.9.A.1 Nguyên tắc Le Châtelier có thể được sử dụng để dự đoán phản ứng của hệ đối với các yếu tố gây xê dịch như thêm hoặc loại bỏ một loài hóa học, thay đổi nhiệt độ, thay đổi thể tích/áp suất của hệ khí, hoặc pha loãng hệ phản ứng.
  • 7.9.A.2 Nguyên tắc Le Châtelier có thể được sử dụng để dự đoán ảnh hưởng của yếu tố gây xê dịch lên các tính chất đo lường được thực nghiệm như pH, nhiệt độ và màu sắc của dung dịch.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English
Le Chatelier's principle

Le Chatelier's principle 勒沙特列原理: if you disturb a system at equilibrium, it shifts to partly counteract the change. Adding a reactant shifts forward; removing product shifts forward; increasing pressure (by reducing volume) shifts toward the side with fewer gas moles; raising temperature shifts in the endothermic direction.

Tiếng Việt
Nguyên lý Le Chatelier

Nguyên lý Le Chatelier: nếu bạn gây nhiễu một hệ đang ở cân bằng, hệ sẽ chuyển dịch để chống lại một phần sự thay đổi đó. Thêm chất phản ứng sẽ chuyển dịch thuận; lấy sản phẩm ra sẽ chuyển dịch thuận; tăng áp suất (bằng cách giảm thể tích) sẽ chuyển dịch về phía có ít mol khí hơn; tăng nhiệt độ sẽ chuyển dịch theo chiều hấp nhiệt.

Nguyên lý Le Chatelier: cân bằng dịch chuyển để chống lại sự thay đổi
Nguyên lý Le Chatelier: cân bằng chuyển dịch để chống lại sự thay đổi
Nhà máy amoniac: các cân bằng công nghiệp như quá trình Haber được thúc đẩy bởi áp suất, nhiệt độ và xúc tác
Nhà máy amoniac: các cân bằng công nghiệp như quy trình Haber bị chi phối bởi áp suất, nhiệt độ và xúc tác
Explore · ⁨Khám phá⁩

Disturb an equilibrium · ⁨Gây nhiễu cân bằng⁩

Le Chatelier's principle: an equilibrium shifts to oppose a change. Add reactant, change pressure or temperature and watch the position of equilibrium move. · ⁨Nguyên lý Le Chatelier: cân bằng sẽ dịch chuyển để chống lại sự thay đổi. Thêm chất tham gia, thay đổi áp suất hoặc nhiệt độ và quan sát vị trí cân bằng di chuyển.⁩

7.10

The Reaction Quotient and Le Chatelier's Principle · ⁨Hằng số Biểu thức Phản ứng và Nguyên lý Le Chatelier⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Learning Objective 7.10.A: Explain the relationships between $Q$, $K$, and the direction in which a reversible reaction will proceed to reach equilibrium.

  • 7.10.A.1 A disturbance to a system at equilibrium causes $Q$ to differ from $K$, thereby taking the system out of equilibrium. The system responds by bringing $Q$ back into agreement with $K$, thereby establishing a new equilibrium state.
  • 7.10.A.2 Some stresses, such as changes in concentration, cause a change in $Q$ only. A change in temperature causes a change in $K$. In either case, the concentrations or partial pressures of species redistribute to bring $Q$ and $K$ back into equality.
Tiếng Việt

Mục tiêu học tập 7.10.A: Giải thích mối quan hệ giữa $Q$, $K$, và chiều mà phản ứng thuận nghịch sẽ tiến hành để đạt cân bằng.

  • 7.10.A.1 Sự xáo trộn đối với hệ đang ở cân bằng khiến $Q$ khác với $K$, do đó đưa hệ ra khỏi trạng thái cân bằng. Hệ phản ứng bằng cách đưa $Q$ trở lại phù hợp với $K$, từ đó thiết lập một trạng thái cân bằng mới.
  • 7.10.A.2 Một số yếu tố gây áp lực, như sự thay đổi nồng độ, chỉ làm thay đổi $Q$. Sự thay đổi nhiệt độ làm thay đổi $K$. Trong cả hai trường hợp, nồng độ hoặc áp suất riêng phần của các loài sẽ phân bố lại để đưa $Q$ và $K$ trở về trạng thái bằng nhau.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

You can justify every Le Chatelier shift with $Q$ versus $K$: a disturbance changes $Q$, and the system reacts to bring $Q$ back to $K$. This quantitative view backs up the qualitative rule and is the fuller answer on the exam.

Tiếng Việt

Bạn có thể giải thích mọi sự chuyển dịch theo Le Chatelier thông qua so sánh $Q$ với $K$: sự nhiễu loạn làm thay đổi $Q$, và hệ thống phản ứng để đưa $Q$ trở lại $K$. Góc nhìn định lượng này củng cố quy tắc định tính và là câu trả lời đầy đủ hơn trong bài thi.

Explore · ⁨Khám phá⁩

Compare Q with K · ⁨So sánh Q với K⁩

If the reaction quotient $Q the forward reaction is favoured; $Q>K$ favours the reverse. Perturb the system and watch it move back toward $Q=K$. · ⁨Nếu hằng số phản ứng $Q thì phản ứng thuận được ưu tiên; $Q>K$ ưu tiên phản ứng nghịch. Gây nhiễu hệ thống và quan sát nó quay trở lại về $Q=K$.⁩

7.11 7.12

Introduction to Solubility Equilibria · ⁨Giới thiệu về Cân bằng Độ tan⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English

Learning Objective 7.11.A: Calculate the solubility of a salt based on the value of $K_{sp}$ for the salt.

  • 7.11.A.1 The dissolution of a salt is a reversible process whose extent can be described by $K_{sp}$, the solubility-product constant.
  • 7.11.A.2 The solubility of a substance can be calculated from the $K_{sp}$ for the dissolution process. This relationship can also be used to predict the relative solubility of different substances.
  • 7.11.A.3 The solubility rules (see 4.7.A.5) can be quantitatively related to $K_{sp}$, in which $K_{sp}$ values $>1$ correspond to soluble salts.
  • 7.11.A.4 The molar solubility of one or more species in a saturated solution can be used to calculate the $K_{sp}$ of a substance.
Tiếng Việt

Mục tiêu học tập 7.11.A: Tính độ tan của một muối dựa trên giá trị $K_{sp}$ của muối đó.

  • 7.11.A.1 Quá trình hòa tan của một muối là quá trình thuận nghịch mà mức độ diễn ra có thể được mô tả bởi $K_{sp}$, hằng số tích độ tan.
  • 7.11.A.2 Độ tan của một chất có thể được tính toán từ $K_{sp}$ cho quá trình hòa tan. Mối quan hệ này cũng có thể được sử dụng để dự đoán độ tan tương đối của các chất khác nhau.
  • 7.11.A.3 Các quy tắc độ tan (xem 4.7.A.5) có thể được liên hệ định lượng với $K_{sp}$, trong đó các giá trị $K_{sp}$ $>1$ tương ứng với muối tan.
  • 7.11.A.4 Độ tan mol của một hoặc nhiều loài trong dung dịch bão hòa có thể được sử dụng để tính $K_{sp}$ của một chất.
English

Learning Objective 7.12.A: Identify the solubility of a salt, and/or the value of $K_{sp}$ for the salt, based on the concentration of a common ion already present in solution.

  • 7.12.A.1 The solubility of a salt is reduced when it is dissolved into a solution that already contains one of the ions present in the salt. The impact of this "common-ion effect" on solubility can be understood qualitatively using Le Châtelier's principle or calculated from the $K_{sp}$ for the dissolution process.
Tiếng Việt

Mục tiêu học tập 7.12.A: Xác định độ tan của một muối, và/hoặc giá trị $K_{sp}$ của muối, dựa trên nồng độ của ion chung đã có sẵn trong dung dịch.

  • 7.12.A.1 Độ tan của một muối giảm đi khi nó được hòa tan vào dung dịch đã chứa một trong các ion có mặt trong muối. Tác động của "hiệu ứng ion chung" lên độ tan có thể được hiểu theo定性 bằng nguyên lý Le Châtelier hoặc được tính toán từ $K_{sp}$ cho quá trình hòa tan.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

English

For a slightly soluble salt, the solubility product 溶度积 $K_{sp}$ is the equilibrium constant for its dissolving:

$$\text{M}_a\text{X}_b(s)\rightleftharpoons a\,\text{M}^{b+}+b\,\text{X}^{a-},\qquad K_{sp}=[\text{M}^{b+}]^a[\text{X}^{a-}]^b.$$
A smaller $K_{sp}$ means less soluble. The common-ion effect – adding an ion already in the salt – pushes the equilibrium back and lowers solubility.

Worked example. Silver chloride has $K_{sp}=1.8\times10^{-10}$. If its molar solubility is $s$, then $[\text{Ag}^+]=[\text{Cl}^-]=s$, so $K_{sp}=s^2$ and

$$s=\sqrt{1.8\times10^{-10}}=1.3\times10^{-5}\ \text{M}.$$
Adding NaCl (a common ion) would raise $[\text{Cl}^-]$, forcing $s$ down – far less AgCl would dissolve.

Tiếng Việt

Đối với một muối ít tan, hằng số tích độ tan $K_{sp}$ là hằng số cân bằng cho quá trình hòa tan của nó:

$$\text{M}_a\text{X}_b(s)\rightleftharpoons a\,\text{M}^{b+}+b\,\text{X}^{a-},\qquad K_{sp}=[\text{M}^{b+}]^a[\text{X}^{a-}]^b.$$
$K_{sp}$ càng nhỏ thì độ tan càng thấp. Hiệu ứng ion chung – thêm một ion đã có sẵn trong muối – đẩy cân bằng về phía ngược lại và làm giảm độ tan.

Ví dụ minh họa. Silver chloride có $K_{sp}=1.8\times10^{-10}$. Nếu độ tan mol của nó là $s$, thì $[\text{Ag}^+]=[\text{Cl}^-]=s$, do đó $K_{sp}=s^2$ và

$$s=\sqrt{1.8\times10^{-10}}=1.3\times10^{-5}\ \text{M}.$$
Thêm NaCl (một ion chung) sẽ làm tăng $[\text{Cl}^-]$, buộc $s$ phải giảm xuống – lượng AgCl tan sẽ ít đi rất nhiều.

7.11 7.12

Exam tips · ⁨Mẹo làm bài thi⁩

English
  • At equilibrium the forward and reverse rates are equal, but the amounts are usually not.
  • Leave pure solids and liquids out of the $K$ expression; a large $K$ favours products, a small $K$ favours reactants.
  • Apply Le Chatelier: add reactant → shift forward; raise pressure → shift toward fewer gas moles; raise temperature → shift in the endothermic direction.
  • A catalyst does not shift the position of equilibrium — it only speeds the approach.
  • Use an ICE table for equilibrium concentrations, and the small-$x$ approximation when $K$ is small.
Tiếng Việt
  • Tại cân bằng, tốc độ thuận và nghịch bằng nhau, nhưng lượng chất thường không bằng nhau.
  • Bỏ bỏ chất rắn nguyên chất và chất lỏng ra khỏi biểu thức $K$; một $K$ lớn ưu tiên sản phẩm, một $K$ nhỏ ưu tiên chất tham gia phản ứng.
  • Áp dụng Le Chatelier: thêm chất tham gia → dịch chuyển thuận; tăng áp suất → dịch chuyển về phía ít mol khí hơn; tăng nhiệt độ → dịch chuyển theo chiều thu nhiệt.
  • Xúc tác không làm dịch chuyển vị trí cân bằng — chỉ giúp đạt đến cân bằng nhanh hơn.
  • Sử dụng bảng ICE để tính nồng độ cân bằng, và xấp xỉ nhỏ-$x$ khi $K$ rất nhỏ.

Interactive lessons on this topic · ⁨Bài học tương tác về chủ đề này⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨Làm theo từng bước, kèm theo bài tập kiểm tra ngay lập tức.⁩

Past Papers · ⁨Đề thi cũ⁩

More topics in AP Chemistry · ⁨AP Hóa học⁩ · ⁨Nhiều chủ đề hơn trong AP Chemistry · ⁨AP Hóa học⁩⁩

Log in or create account · ⁨Đăng nhập hoặc tạo tài khoản⁩

IGCSE, A-Level & AP