ЗАКОН ДЕЙСТВУЮЩИХ МАСС (ЗДМ).

Скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в степенях их стехиометрических коэффициентов.

nA + mB ®qC

J = [A]ⁿ * [B]^m *k

[A] и [B] – концентрации веществ;

n и m – стехиометрические коэффициенты;

k – константа скорости химической реакции.

k = J, если [A] = [B] = 1моль/л

ЗДМ справедлив для газообразных веществ и жидких растворов.

 

 

2. Температура.

ПРАВИЛО ВАНТ-ГОФФА.

При повышении температуры на каждые 10°С скорость реакции возрастает от 2 до 4 раз

 

                           t °2 – t °1

                              10

      J t₂ = J t₁* g    

 

g (2 – 4) раза на 10 °С.

Химическое равновесие

Таблица 5

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

  Необратимые                                                   Обратимые

до конца (до завершения)                           ®в двух взаимнопро-

(®), если образуется:                                          тивоположных нап-

а) осадок;                                                              равлениях (    )

б) газ;

в) слабый электролит.

Химическое равновесие – такое состояние системы, когда скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции (J₁ = J₂), а концентрации всех веществ в системе становятся постоянными.

nA + mB « qC + pD

                                                       

                                                     (1)

 J       J1 пр.

 

 

                         J1 = J2

        J2 обр

              

.                                                                  t

Константа равновесия (К.р.)

Гомогенная реакция                            Гетерогенная реакция

2 NO_(Г) +O_2(Г) « 2NO_2(Г)               Ca CO_3(ТВ) « CaO_(ТВ) + CO_2(Г)

1. J₁ = J₂  (ЗДМ)                              1. J₁ = J₂  (ЗДМ)

2. J₁ = [NO]² *[O₂]*k₁                      2. J₁ = k₁  

3. J₂ = [NO₂]² *k₂                             3. J₂ = [СO₂] *k₂

4. [NO]² *[O₂] *k₁ = [NO₂]² *k₂        4. k₁ = [СO₂] *k₂

5. т.к. k₁ и k₂ – const, то                   5. т.к. k₁ и k₂ – const, то

6. k₁       [NO₂]²                                 6.  k₁   [СO₂]

k₂ [NO]² *[O₂]                                 k₂      1

 k₁                                                          k₁

k_{2         Р}                                                  k₂        ^р

7.                [NO₂]²                             7. К_Р = [CO₂]

     _Р [NO]² *[O₂]

                                 [ C ] ^q *[ D ] ^p для химической реакции (1)

                           _Р [A]ⁿ *[B]

Смещение химического равновесия.

     Таблица 6

Принцип Ле Шателье: если изменить одно из условий (С,р,Т), при которых система находилась в состоянии равновесия, то, равновесие смещается в сторону той реакции, которая противодействует произведённому изменению.

1. Влияние концентрации:

3 H₂ + N₂ « 2 NH₃                        3 H₂ + N₂ « 2 NH₃

[H₂] ­                                              [H₂]¯    

 

[N₂] ­                                              [N₂] ¯

 

[NH₃] ­                                           [NH₃] ¯

2. Влияние давления:

3 H₂ + N₂ « 2 NH₃

 

3 +1 = 4 моль 2 моль

р­                  р¯

      р­

      р¯

3. Влияние температуры:

3 H₂ + N₂ « 2 NH₃   (- D Н _х.р.) Þ экзотермическая реакция

   t°¯       t°­

           t°­

           t°¯

C исходная = С равновесная + С израсходованная к моменту равновесия

 

С равновесная = С исходная – С израсходованная к моменту равновесия

РЕШЕНИЕ ТИПОВОЙ ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ:

«ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА»

Задача № 1.

Равновесие гомогенной системы: 2 NO + O₂ « 2 NO₂, - установилось при следующих концентрациях веществ:

[NO]p. = 0,8 моль/л., [O₂]p.= 0,6 моль/л, [NO₂]p. = 0,4 моль/л Вычислите исходные концентрации NO и O₂.

Дано:                                  2 NO + O₂ « 2 NO₂

[NO]p. = 0,8 моль/л,                            Решение:

[O₂]p.= 0,6 моль/л, 1. C_исх. = С _равн. + С _{израсх к моменту равновесия}

[ NO₂] p. = 0,4 моль/л 2. Определим сколько моль NO и О₂ израсхо-

[NO]исх. = ?               довано к моменту равновесия.

[O₂]исх = ?                    

Согласно уравнению реакции:

2 моль NO вступает в химическую реакцию и образуется 2 моль NO₂

X моль NO - 0,4 моль NO₂

[NO] израсх. = 2 *0,4/2 = 0,4 моль

1 моль O₂ вступает в химическую реакцию и образуется 2 моль NO₂

Х моль О₂ – 0,4 моль NO₂

[O₂] израсх. = 0,4/2 =0,2 моль

3. [NO] исх. = 0,8 +0,4 =1,2 моль/л

[O₂] исх. = 0,6 + 0,2 = 0,8 моль/л

Ответ: [ NO]исх. = 1,2 моль/л, [ O₂] исх. = 0,8 моль/л

ТЕМА 6. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ

 

Раствор – это гомогенная термодинамически устойчивая во времени система, состоящая минимум из двух компонентов и продуктов их взаимодействия.

Любой раствор состоит из двух веществ – растворителя и растворённого вещества, причём растворителя в растворе всегда содержится в большем количестве, чем растворённого вещества.

 

1. МАССОВАЯ ДОЛЯ РАСТВОРЁННОГО ВЕЩЕСТВА

 

 Массовая доля растворённого вещества (ω_р.в., %) показывает сколько граммов растворённого вещества содержится в 100 граммах раствора.

                                               

                      ω % (р.в.) =   ^{m (р.в.) *100 %} ,

                              ^{m (р – ра)                       (1)}                 

                      где m (р – ра) = m (р.в.) + m (р – ля)

 

Между массой раствора, объёмом и плотностью существует соотношение, т.к.

  (^г/ см³ ) или (^г/мл ), то т(р – ра) = ρ* V,

ω % (р.в.) =         m (р.в.) * 100 %               V мл *ρ г / мл

тогда

 

а) приготовление растворов с заданной массовой долей растворённого вещества ω₃ смешением двух растворов: с большей ω₁ и меньшей ω₂ массовой долей того же самого вещества.

При этом требуется найти массу более концентрированного (m₁) и менее концентрированного (m₂) растворов. Используется «правило креста», суть которого отражает схема:

ω₁                         m₁ = ω₃ – ω₂

            ω₃

ω₂                         m₂ = ω₁ – ω₃

Пусть, например, требуется приготовить раствор с массовой долей 10% массой 70 г из 5 % и 40 %.

Подставим эти числа в приведённую ниже схему. Получаем:

40                         m₁ = 10 – 5 = 5

           10

5 m₂ = 40 – 10 = 30

Откуда               

Например, взяв 10 г раствора ω = 40% и 60 г раствора с ω = 5%, получим 70г. раствора с ω = 10%.

 

б) приготовление растворов путём разбавления концентрированных растворов.

Так как при разбавлении растворов масса (р.в.) неизменна (m*ω) = const, то существует обратно пропорциональная зависимость между отношением масс растворов и их массовыми долями

mконц.(р- ра) ‗ ω% разб. mразб.(р- ра) ω% конц.

 

 

2. МОЛЯРНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРА

 

Молярная концентрация раствора (С_м, моль/л.) показывает число моль растворённого вещества, содержащегося в 1 л раствора.

С_М = ^{n моль}, если V в мл, то С_М  = ^n*1000 ,

      V л.                                        V мл

где n = ^{m (р.в.)},

       М (р.в.)

См = m (р.в.) *1000          M *V мл

Отсюда

                                                          (2)      

 

Молярным называют раствор, в 1 л которого содержится 1 моль растворённого вещества.

Эквивалентом (Э) называется такое количество элемента или вещества (по массе), которое без остатка взаимодействует с 1 моль атомов или ионов водорода, с 1 моль электронов в окислительно-восстановительной реакции или 1 моль любого вещества в любой химической реакции.

 Эквивалент – величина переменная для одного и того же вещества и рассчитывается по уравнению реакции или по формуле:

Э = М *f

                  , где f – фактор эквивалентности      

 

f (кислоты) =                                             ¹                             ,

                   число ионов (Н⁺), участвующих в х.р.

f (основания) =                                             ¹                               ,

                      число ионов (ОН^‾ ), участвующих в х.р.

f (кислоты) =                                             ¹                             ,

                   число ионов (Меⁿ⁺) * n

где n- заряд иона металла.

 

3. ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ

 

Сн1 *V1 = Сн2 *V2

Закон эквивалентов – все вещества взаимодействуют друг с другом в строго определённых весовых количествах, прямо пропорциональных их эквивалентам.

Вид:                                 , где Сн₁ и Сн₂ – молярная концентрация эквивалентов анализируемого и стандартного (концентрация которого точно известна) растворов, а V₁ и V₂ – соответственно их объёмы.

 

4. ПЕРЕВОД ОДНОГО СПОСОБА ВЫРАЖЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

 РАСТВОРА В ДРУГОЙ

 

Нужно помнить, что масса растворённого вещества – неизменная и общая для формул любого способа выражения концентрации величина, следовательно, при помощи её и производят перевод.

а) перевод массовой доли растворённого вещества в молярную концентрацию.

	Cм = ω % *ρ *10 (моль/л)           М

 

 

б) перевод массовой доли растворённого вещества в молярную концентрацию эквивалента.

	Cн = ω % *ρ *10 (моль/л)          М * f

 

РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ: «СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЙ

 КОНЦЕНТРАЦИЙ РАСТВОРОВ»

Задача № 1.

К 120 мл. раствора с массовой долей NaCl 16 % и плотностью 1,16 г/см³ прилили воду объёмом 80 мл. Рассчитайте ω%, См, Сн полученного раствора.

Дано:                                                             Решение:

Vр-ра = 120 мл         1. Находим массу 16 % раствора, зная,

ρ₁(р-ра) = 1,16 г/см³           что

ω₁ %(NaCl) = 16 %        ρ = ^m ,      m = ρ *V,

V(H₂O) = 80 мл                   V

 ρ₂ = 1,071 г/см³               m (р-ра) = 120 *1,16 = 139,2 г.

М(NaCl) = 58,5 г/моль 2. Из формулы: ω % (р.в.) =   ^{m (р.в.) *100 %} ,

ω₂ %= ?                                                                                          ^{m(р – ра)}

Сн = ?                              определяем m (р.в.) в 16 % растворе:

См = ?                             m (р.в.) =   ^{ω 1 % * m (р-ра)} ,

                                                                       ^100% 

m (р.в.) =   ^{16 *139,2} = 22,27 г

                                                             ^{100 %} 

3. После прибавления воды масса раствора изменилась, т.к. ρ(Н₂О) = 1 г/см³, то m (р-ра) = 139,2 + 80 = 219,2 г.

4. Находим массовую долю растворённого вещества в новом растворе:

ω₂% =

5. Определяем См, зная формулу перерасчета:

См =

См =

6. Определяем Сн, но т.к. f(NaCl) = 1 и Э = М (NaCl), то

Сн = См = 1,86 н.

Ответ: ω₂% = 10,16%, См = 1,86 М, Сн = 1,86 н.

Задача №2

На нейтрализацию 20 мл 0,2 н раствора соляной кислоты израсходовано 15 мл гидроксида калия. Рассчитайте Сн (КОН).

Дано:                                                         Решение:

V(HCl) = 20 мл  1. Зная закон эквивалентов,  

C(HCl) = 0,2 н        Сн (к-ты) *V(к-ты) = Сн (щ) *V(щ),

V(KOH) = 15 мл    находим С(КОН)

                                 Сн (КОН) =

                         

Ответ: Сн (КОН) = 0,26 н.

---

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 1251; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!