- •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
4. Выводы по работе
4.1.Укажите признак наступления гетерогенного равновесия в раст- воре исследуемой соли. 4.2. Оцените влияние температуры на величину константы гетероген-ного равновесия (произведения растворимости). Как это согласуется с теоретическим прогнозом? 4.3. Сравните экспериментальную и справочную величины произведе-ния растворимости исследуемой соли при 25 оС. Укажите источники пог-решности. 4.4. Сравните экспериментальные и расчетные величины термодинами-ческих функций, характеризующих гетерогенное равновесие в растворе исследуемой малорастворимой соли. Обсудите причины погрешности. 4.5. Рассчитайте погрешность определения теплового эффекта процесса растворения соли относительно его теоретического значения. Укажите ис- точники погрешности.
Контрольные вопросы
1. Почему химическое равновесие называют динамическим? В каких реакциях оно устанавливается?
2. Каковы признаки химического равновесия?
3. Какие величины служат количественной мерой химического рав-
новесия?
4. Какие величины входят в выражение константы химического рав-
новесия?
5. Каковы единицы измерения констант химического равновесия КР и КС?
6. Какова взаимосвязь между константами, выраженными различны- ми способами?
7. При каких условиях численные значения констант КР и КС совпа-
дают?
8. Какие факторы влияют на константы химического равновесия
КР и КС?
9. Как записывается выражение для констант химического равнове-
сия в случае гетерогенных реакций?
10. Какие величины входят в уравнение изотермы химической реак-
ции и какова его практическая значимость?
11. Как можно рассчитать константу химического равновесия КР, ис-
пользуя стандартную энергию Гиббса химической реакции?
12. В чем сущность метода Темкина Шварцмана для расчета конста- нты химического равновесия при любой температуре?
13. Что отражают уравнения изобары и изохоры химической реакции?
14. Какая величина определяет характер зависимости константы хи- мического равновесия от температуры?
15. В каких координатах зависимость константы химического равно-
весия от температуры выражается прямой линией? Какой наклон имеет эта прямая для экзо- и эндотермической реакций?
16. Как на основании экспериментальных данных определить констан-
ту химического равновесия при различных температурах?
17. Как рассчитать средний тепловой эффект химических реакций, если известны значения КР или КС при разных Т?
18. Что подразумевают под понятием нарушение, или сдвиг, химичес-
кого равновесия?
19. Как качественно можно оценить направление смещения или сдви- га химического равновесия при постоянной температуре, если изменить давление (объем) в системе, концентрацию исходных веществ или продуктов реакции?
20. Как исходя из принципа Ле-Шателье предвидеть влияние темпера-
туры на константу химического равновесия и направление протекания химической реакции?