1. – энтальпия, Q – теплота

, если Q<0, то теплота поглощается

Если Q>0, то теплота выделяется

Пример 1. Чему равно изменение энтальпии в ходе реакции:

Если при сгорании 12,8 г. спирта выделяется 290,8кДж теплоты?

1) Рассчитаем количество моль вещества:

2) По уравнению реакции составляем пропорцию:

Энтропия (S) мера беспорядка, →

а) S_газов>S_{жидкостей(растворов)}>S_{твердых(кристаллов)}

Если в правой части уравнения число моль газов > чем в левой части, то

т.е. увеличивается, т.е. энтропия продуктов реакции больше энтропии исходных веществ.

Если в правой части уравнения число моль газов < чем в левой части, то ,

т.е. уменьшается, т.е. энтропия продуктов < энтропии исходных веществ.

Если в правой части уравнения число моль газов = числу в левой части, то ,

т.е. практически остается постоянной, т.е. энтропия продуктов ≈ энтропии исх. веществ.

Если газов в реакции нет, то аналогично считаем по числу моль растворов (жидкостей).

Пример 1. Не производя вычислений, установите знак ∆S_{реакций} .

1+2=3 моль газов 1 моль газов

Газов в правой части < чем в левой, → , уменьшается.

1+0=1 моль газов 0 моль газов

Газов в правой части < чем в левой, , уменьшается

0+0=0 газов и жидкостей 0+1=1 жидкостей

Жидкостей в правой > чем в левой, , увеличивается

6 моль газов 6 моль газов

6 жидкостей 1 жидкостей

В правой части жидкостей < чем в левой, , уменьшается

1+1=2 моль газов 2 моль газов

В правой = в левой, , практически не изменяется

2 моль газов 1+3=4 моль газов

в правой газов > чем в левой, , увеличивается

3. Реакция протекает, если , реакция не протекает, если

Если прямой реакции меньше 0, то обратной реакции больше 0 (и наоборот)

– энергия Гиббса, свободная энергия, изобарно-изотермический потенциал

(максимально полезная работа)

Чем меньше , тем наиболее вероятно протекание реакции

Чем меньше , тем менее устойчивы исходные вещества или они наиболее реакционноспособные, т.е. они наиболее легко вступают в реакции

Чем меньше , тем исходные вещества в большей степени проявляют свои характерные свойства (кислотные, основные, восстановительные, окислительные и другие)

Чем меньше , тем более устойчивы продукты и в этих веществах элементы проявляют наиболее характерные для них степени окисления или валентности (реакция всегда протекает в сторону образования более устойчивого соединения)

Какой из исходных оксидов проявляет наибольшие окислительные свойства?

а)

б)

в)

г)

т.к. имеет наименьшее значение в реакции (в), то наибольшие окислительные свойства проявляет оксид CuO.

Задача на правило Вант-Гоффа

– константа скорости реакции, скорость реакции, время протекания реакции при первой температуре

– — // — при второй температуре

- температурный коэффициент скорости реакции

6)

Задача на смещение равновесия.

Принцип Ле Шателье:

Если на систему, находящуюся в равновесии оказать какое-либо воздействие, то система стремится уменьшить это воздействие за чет смещения равновесия.

При ↑t(увеличении температуры) система будет ее уменьшать за счет протекания реакции, идущей с поглощением теплоты, т.е. той реакции, где –Q, соответственно при уменьшении температуры наоборот.

При ↑P(при увеличении давления) система будет её уменьшать за счет протекания реакции, идущей с уменьшением числа моль газов, соответственно при уменьшении давления наоборот.

При ↑ концентрации (какого-либо вещества, кроме твердого) система будет ее уменьшать за счет протекания той реакции, где это вещество расходуется, соответственно при уменьшении концентрации наоборот.

Введение катализатора не влияет на смещение равновесия.

Добавление концентрации твердого вещества не влияет на смещение равновесия.

Увеличить выход продукта реакции, т.е. увеличить степень превращения исходных веществ, т.е. сместить равновесие вправо (в сторону продуктов).

Уменьшить выход продукта реакции, т.е. уменьшить степень превращения исходных веществ , т.е. сместить равновесие влево (в сторону исходных веществ).

Пример. Какое воздействие на систему

приведет к увеличению степени превращения SO₃?

а) ↑P(увеличение общего давления)

б) ↑V(увеличение реакционного объема)

в) добавление угля

г) введение катализатора

д) ↑t(увеличении температуры)

е) отвод продуктов реакции

ж) добавление SO₃

з)↓t (уменьшении температуры

Решение.

т.е. прямая реакция протекает с выделением теплоты (экзотермическая), а обратная реакция протекает с поглощением теплоты (эндотермическая).

Увеличить степень превращения SO₃ , следовательно, сместить равновесие вправо.

а) при увеличении давления равновесие смещается в ту сторону, где меньше моль газов, следовательно, в данной реакции равновесие смещается влево (←) и данное воздействие не подходит

б) при увеличении объема давление уменьшается (↑V→↓P), т.е. равновесие смещается в ту сторону, где больше моль газов, следовательно, в данной реакции вправо (→) и данное воздействие подходит

в) уголь – это твердое вещество, следовательно, не влияет на смещение равновесия

г) введение катализатора не влияет на смещение равновесия

д) при увеличении (↑t) равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, в данной реакции влево (←) и данное воздействие не подходит

е) отвод продуктов реакции – это уменьшение концентрации (↓ конц.) продуктов реакции и, следовательно, равновесие смещается в сторону увеличения концентрации (↑ конц.) продуктов, т.е. вправо и данное воздействие подходит

ж) добавление SO₃ – это увеличение его концентрации (↑ конц.), а т.к. это исходное вещество, то равновесие смещается в сторону уменьшения концентрации (↓ конц.) исходных веществ, т.е. вправо и данное воздействие подходит

з) при уменьшении температуры (↓t) равновесие смещается в сторону экзотермической реакции, в данной реакции вправо (→) и данное воздействие подходит.

Ответ: к увеличению степени превращения SO₃ приведут

-- б (увеличение реакционного объема)

-- е (отвод продуктов реакции)

-- ж (добавление SO₃)

-- з (уменьшении температуры)

7) Вычисление концентрации иона (в моль/л) в растворе сильного электролита.

Концентрация любого иона в моль/л в растворе электролита можно вычислить по уравнению

где С_{м иона} – молярная концентрация иона в моль/л;

См – молярная концентрация электролита в моль/л;

-степень диссоциации электролита;

n -количество ионов данного вида, которое получается при распаде одной молекулы электролита.

Если электролит является сильным, то степень диссоциации для него в разбавленном растворе

можно принять равной 1.

Пример 1. Считая диссоциацию …CaCl₂…… полной, вычислите концентрацию иона …Cl^-…… в …0,3М растворе соли (моль/л).

Решение. С_М(Cl^-) = С_М (CaCl₂)∙α ∙ n(Cl^-) =0,3∙ 1∙ 2 = 0,6 моль/л

10)

Основания

a) б) pH=14-pOH=14-3,7=10,3

Кислоты

б) г)

рН раствора слабого одноосновного основания МеОН равен 9,5 . Вычислите константу диссоциации основания, если концентрация основания 2∙10^{- 4} моль/л.

Решение.

Т.к. дано основание, то необходимо перейти к рОН и определить концентрацию гидроксид-ионов:

рОН = 14  рН = 14  9,5 = 4,5

[OH^-] = 10^рОН = 10^4,5 моль/л

Т.к. основание слабое, то необходимо использовать формулу определения концентрации иона слабого электролита:

С_{слаб.эл.} = С_эл.∙к_дисс.1

[OH^-] = С(МеОН) _.∙к_дисс.1; к_дисс.1 = [OH^-]² / С(МеОН)

к_дисс.1 = (10^4,5)² /2∙10^4 = 1∙10^-9 /2∙10^4 = 0,5∙10^5 = 5∙10^6 Ответ. к_дисс.1 = 5∙10^6.

11) В 250 мл раствора содержится 6,5 г Ra(oh)2 . Вычислите рН раствора.

Для расчета рН необходимо знать молярную концентрацию либо катионов водорода Н⁺, либо гидроксид-ионов ОН^ , класс соединения и силу электролита.

С_иона = С_{электролита}∙α∙ n_иона.

С_эл. = ν_эл./ V_р-ра;

ν_эл = m/М.

Решение.

С(Ra(OH)₂) = m(Ra(OH)₂)/(М(Ra(OH)₂)∙ V_р-ра)

С(Ra(OH)₂) = 6,5/260∙0,25 = 6,5/65 = 0,1моль/л

Ra(OH)₂  сильное основание, т.е. рН раствора будет определяться концентрацией гидроксид-ионов ОН^

[OH^-] = С(Ra(OH)₂) ∙α∙ n_иона = 0,1∙1∙2 = 0,2моль/л

рОН =  lg[OH^-] =  lg0,2 =  ( 0,699) = 0,699

рН = 14  рОН = 14  0,699 = 13,3.

Ответ. рН(Ra(OH)₂) = 13,3

12) Решение.

а) FeCl₃  эта соль, образована слабым основанием Fe(OH)₃ и сильной кислотой HCl, следовательно, она подвергается гидролизу.

Слабый электролит образует катион Fe³⁺ , он и подвергается гидролизу

Соль подвергается гидролизу по катиону.

Т.к. в избытке имеются катионы водорода H⁺, то среда раствора кислая, pH<7

б) K₂SiO₃ эта соль, образована сильным основанием KOH и слабой кислотой H₂SiO₃, следовательно, она подвергается гидролизу.

K₂SiO₃ → 2K⁺ + SiO₃^2-

Слабый электролит образует анион SiO₃^2- , он и подвергается гидролизу

Соль подвергается гидролизу по аниону.

Т.к. в избытке имеются анионы гидроксид-иона ОН^-, то среда раствора щелочная, pH>7

в) Ba(NO₃)₂  эта соль, образована сильным основанием Ba(OH)₂ и сильной кислотой HNO₃, следовательно, гидролизу не подвергается, среда раствора нейтральная, pH=7.

13, 14)

Если кто-то делал домашку «Коллигативные свойства растворов», то там все есть в ней).

18)