
- •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. Подготовьте малорастворимую соль, заданную преподавателем, к проведению исследования: - приготовьте колбу на 200250 мл с воронкой и бумажным фильтром;
- поместите на фильтр небольшое количество малорастворимой соли; - промойте методом декантации (добавлением дистиллированной воды мелкими порциями) 4–5 раз; - перенесите промытый осадок с фильтра в чистую колбу, залейте дис- тиллированной водой и тщательно перемешайте. 2.2. Подготовьте кондуктометр к работе. Для этого включите его в сеть, установите режим измерения удельной электрической проводимости. Электрод для измерения проводимости тщательно промойте дистиллиро- ванной водой, а затем выдержите в ней 1015 мин.
Примечание: после измерения электрической проводимости исследуемого раствора соли тщательно промойте несколькими порциями электрод дистиллированной водой, чтобы æ (последней порции воды) = æ (H2O) 10–6 См/м (сименс/м).
2.3. Измерьте удельную электрическую проводимость дистиллирован-
ной воды æ (H2O) и подготовленного насыщенного раствора малораствори-
мой соли æр при комнатной температуре. Величины температуры, æ (H2O) и æр внесите в табл. 2.10.
2.4. Поместите стакан с дистиллированной водой и стакан с исследуе-
мым раствором малорастворимой соли в термостат при другой температу-
ре, указанной преподавателем.
2.5. Измерьте через 1520 мин удельную электрическую проводимость воды и насыщенного раствора исследуемой соли. Величины температуры, æ (H 2O) и æр запишите в табл. 2.10.
Таблица 2.10
Экспериментальные и расчетные данные к работе
Малорастворимая соль _________________________
Температура
|
Удельная электрическая проводимость, См/м |
Сэк(МеА), моль/л |
ПРЭ |
|||
Т, оС |
Т, К |
æ(Н2О) |
æр |
æ (соли) |
||
|
|
|
|
|
|
|
3. Обработка экспериментальных данных
3.1. Рассчитайте при каждой температуре удельную электрическую проводимость соли æ (соли) по формуле
æ(соли) = æр æ(Н2О).
Полученные данные æ(соли) внесите в табл. 2.10.
3.2. Рассчитайте при каждой температуре по справочным данным молярную электрическую проводимость соли при бесконечном разбавле- нии по формуле
= + + –,
где + и – – предельные молярные электрические проводимости катиона и аниона при температуре 25 оС.
3.3. Рассчитайте при каждой температуре молярную электрическую проводимость ионов при бесконечном разбавлении по формулам
+ = +(25) [1 + + (Т – 25)]; – = –(25) [1 + – (Т – 25)],
где +(25), –(25) – справочные значения предельных молярных элект- рических проводимостей катиона и аниона при 25 оС соответственно, См · м2/моль; + и – справочные значения температурных коэффициен- тов электрической проводимости катиона и аниона соответственно; Т – температура опыта, оС. 3.4. Рассчитайте при каждой температуре равновесную концентрацию исследуемой соли в насыщенном растворе при условии, что молярная эле- ктрическая проводимость насыщенного раствора малорастворимой соли практически равна молярной электрической проводимости раствора этой соли при бесконечном разбавлении по формуле
эк(МеА)
=
,
где Сэк (МеА) равновесная молярная концентрация эквивалентов соли, моль/л3.
Полученные значения Сэк (МеА) внесите в табл. 2.10. 3.5. Рассчитайте при каждой температуре молярные концентрации ионов соли С(Меz+) и С(Аz–) в моль/л по формуле
,
где Zэк – число эквивалентности соли.
3.6. Рассчитайте
при каждой температуре константу
гетерогенного рав- новесия (произведение
растворимости) ПР малорастворимой соли
МеА, используя найденные величины С(
)
и С(
).
Полученные значения ПРэ
внесите в табл. 2.10.
3.7.
Рассчитайте средний тепловой эффект
процесса, приводящего к установлению
гетерогенного равновесия в растворе
соли, по
уравнению изобары, используя найденные
величины ПРэ
при температурах Т1
и Т2.
3.8. Рассчитайте
при каждой температуре стандартную
энергию Гиббса
процесса, приводящего к установлению
гетерогенного равновесия в растворе
соли, по уравнению (1.4) и энтропию
этого процесса
из урав-нения
Гиббса (см. табл.1.10).
3.9. Внесите
в табл. 2.11 все справочные, расчетные и
эксперименталь-ные величины, характеризующие
гетерогенное равновесие в растворе
ис-следуемой малорастворимой соли.
Таблица 2.11
Характеристика гетерогенного равновесия в растворе малорастворимой соли
Малорастворимая соль _______________________________________________________
Т, К |
ПР |
ПРэ |
|
|
|
Дж/(моль К) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|