
- •Химическое равновесие введение
- •1. Теоретические основы химического равновесия
- •1.1. Типы равновесий в химических системах
- •Типы обратимых химических и физико-химических процессов
- •1.2. Условия химического равновесия
- •Термодинамическое условие химического равновесия
- •1.3. Закон действующих масс
- •1.4. Уравнение изотермы химической реакции. Влияние состава системы на направление химической реакции
- •1.5. Уравнения изобары и изохоры химической реакции. Влияние температуры на константу химического равновесия и направление химической реакции
- •Влияние температуры на величину константы равновесия и направление смещения равновесия на основе уравнения изобары химической реакции
- •1.6. Влияние давления на константу химического равновесия и направление химической реакции
- •Влияние давления на величину константы равновесия
- •1.7. Смещение химического равновесия
- •1.7.1. Определение направления смещения равновесия по принципу Ле Шателье
- •Смещение равновесия по принципу Ле Шателье
- •1.7.2. Определение направления смещения равновесия на основе термодинамических уравнений
- •1.8. Методы определения константы химического равновесия
- •Соотношение между величиной константы равновесия и выходом продукта реакции
- •Теоретические методы расчета константы равновесия
- •Экспериментальные методы определения константы равновесия
- •1.8.1. Термодинамический расчет константы химического равновесия
- •Термодинамические уравнения, необходимые для расчета
- •Уравнения расчета δg (т) при разных приближениях расчета δСр
- •1.8.2. Расчет константы химического равновесия в статистической термодинамике
- •1.8.3. Экспериментальное определение константы химического равновесия
- •Выбор анализируемого вещества на примере предлагаемых обратимых процессов
- •Выбор метода определения концентрации анализируемого вещества на примере предлагаемых в табл. 1.12 процессов
- •Алгоритм расчета равновесного состава системы объемом V м3
- •1.9. Задания для обучения и самоконтроля
- •Тест 1.9.1. Признаки химического равновесия
- •Тест 1.9.2. Типы равновесий в обратимых процессах
- •Тест 1.9.3. Термодинамические уравнения, отражающие влияние давления, температуры, состава системы на состояние химического равновесия
- •Тест 1.9.4. Выражение константы равновесия для реакции типа
- •Тест 1.9.5. Соотношение между константами равновесия Кр и Кс для реакции
- •Тест 1.9.6. Термодинамические уравнения, характеризующие состояние равновесия
- •2. Экспериментальные работы
- •Общие правила работы и техники безопасности в лаборатории
- •Основные правила проведения эксперимента
- •Правила оформления отчета
- •2.1. Тесты открытой формы для допуска студентов к работе
- •2.2. Лабораторные работы
- •Работа 1. Изучение химического равновесия гомогенной реакции в растворе
- •1. Теоретические основы работы
- •2. Методика выполнения работы
- •Варианты заданий к работе 1
- •Задание к работе 1
- •Экспериментальные данные к работе 1
- •3. Обработка экспериментальных данных
- •Алгоритм расчета равновесных концентраций
- •Объединенные экспериментальные и расчетные данные
- •4. Выводы по работе
- •В растворе гидролизующейся соли
- •1. Теоретические основы работы
- •2. Методика выполнения работы
- •5 Мл раствора во 2-ю колбу,
- •2,5 Мл раствора в 3-ю колбу,
- •0,5 Мл раствора в 4-ю колбу;
- •3. Обработка экспериментальных данных
- •Экспериментальные и расчетные данные
- •Характеристика процесса гидролиза соли
- •4. Выводы по работе
- •Работа 3. Изучение химического равновесия в растворе
- •1. Теоретические основы работы
- •2. Методика выполнения работы
- •Экспериментальные и расчетные данные к работе
- •3. Обработка экспериментальных данных
- •4. Выводы по работе
- •Контрольные вопросы
- •3. Задания для самостоятельной работы
- •3.1. Примеры решения задач
- •0,83 Моль.
- •3.2. Многовариантные задачи
- •Варианты заданий
- •Варианты заданий
- •Варианты заданий
- •Варианты заданий
- •Значения коэффициентов уравнения
- •Варианты заданий
- •Варианты заданий
- •Варианты заданий
- •Варианты заданий
- •Варианты заданий
- •4. Тесты итогового контроля
- •Образец теста первого вида
- •Образец теста второго вида
- •Библиографический список
- •Приложения
- •1. Ответы на тесты для обучения и самоконтроля в разделе 1.9
- •Фундаментальные физические постоянные
- •Соотношения между единицами физических величин
- •Приставки для образования кратных и дольных единиц
- •Предельная молярная электрическая проводимость ионов в воде
- •Произведение растворимости малорастворимых солей при 25 оС
- •Константы диссоциации кислот и оснований в водных растворах при 25 оС
- •Оглавление
2. Методика выполнения работы
2.1. Приготовьте четыре раствора заданной соли в 4 мерных колбах на
50 мл следующим образом:
- влейте с помощью бюретки в каждую из колб определенный объем 0,1-молярного раствора соли: 20 мл раствора в 1-ю колбу,
5 Мл раствора во 2-ю колбу,
2,5 Мл раствора в 3-ю колбу,
0,5 Мл раствора в 4-ю колбу;
- долейте в каждую из колб до метки дистиллированную воду;
- закройте колбы пробками и хорошо перемешайте раствор.
2.2. Перелейте из каждой колбы примерно 2530 мл раствора соответ-
ственно в первый, второй, третий и четвертый цилиндры на 25 мл.
2.3. Поместите цилиндры в стакан, а затем стакан поставьте в термос-
тат при заданной температуре на 10–15 мин.
2.4. Измерьте pH растворов солей с помощью рН-метра.
2.5. Рассчитайте исходные молярные концентрации полученных раст-
воров.
2.6. Внесите в табл. 2.7 величины рН и исходные концентрации раство-
ра исследуемой соли. 2.7. Проведите опыты (п. 2.3–2.6) при другой температуре.
3. Обработка экспериментальных данных
3.1. Рассчитайте и внесите в табл. 2.7:
- равновесные концентрации ионов водорода или ионов гидроксида по величине рН в зависимости от типа гидролиза соли (см. табл. 1.13);
- равновесные концентрации соли и продуктов гидролиза этой соли по алгоритму (см. табл. 1.14);
- константу
гидролиза соли К
(Т) по закону действующих масс;
- среднее значение
константы равновесия
;
- степень гидролиза
соли по формуле
.
Таблица 2.7
Экспериментальные и расчетные данные
Исследуемая соль ___________________
№ п/п |
Начальная концентрация, моль/л |
pH |
Равновесная концентрация ионов и молекул в растворе, моль/л |
Константа гидролиза соли К |
Степень гидролиза соли г |
|||
С0(соли) |
С0(Katz+) или С0(An z–) |
C(H+) или C(ОH–) |
С(KatOH) или С(НAn) |
С(Katz+) или С(Anz–) |
||||
1 2 3 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечания: 1. Katz+ и Anz- катион и анион соли до и после гидролиза.
2. KatOH и НAn – катион и анион после гидролиза соли.
3.2. Рассчитайте lg C (соли). Внесите в табл. 2.8 величины lg C (соли) и рН или рОН.
Таблица 2.8
Данные для построения графика
рН |
|
|
|
|
рОН |
|
|
|
|
lg C(соли) |
|
|
|
|
3.3. Постройте графики в координатах рН – lg С (соли) или
рОН – lg С(соли).
3.4.
Определите константу гидролиза соли
методом
графичес- кой экстраполяции прямолинейной
зависимости рН – lg
С (соли) или
рОН – lg С (соли).
3.5.
Рассчитайте тепловой эффект реакции
гидролиза соли ΔHэг
по ура- внению изобары химической
реакции, используя константы гидролиза
со- ли при разных температурах: К
(Т1)
и К
(Т2).
Если опыт проводили только при одной
температуре Т1,
то для расчета теплового эффекта
используйте К
(Т2),
вычисленную другим экспериментатором.
3.6. Рассчитайте погрешность определения величины теплового эффек-
та реакции гидролиза соли относительно его теоретического значения.
3.7. Внесите в табл. 2.9 величины, характеризующие процесс гидролиза соли.
Таблица 2.9