Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

лекция-2-часть-1

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
14.06.2022
Размер:
999.85 Кб
Скачать

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

ЛЕКЦИЯ 2, часть 1

Химические равновесия в растворах

Лектор Семенова Ирина Николаевна

Константа химического равновесия

aA + bB = cC + dD

Vпр = Vобр

С кинетической точки зрения

химическое равновесие – состояние динамического равновесия реакций в растворе, при котором каждый компонент образуется точно с такой же скоростью, с которой и расходуется.

В соответствии с законом действующих масс

V

= k [A]a[B]b,

V =k

[C]c[D]d

пр

пр

обр

обр

[A],[B],[C],[D] - равновесные концентрации компонентов

k

[A]a[B]b =k

 

 

[C]c[D]d или

пр

=

[ ]

 

[ ]

= K

обр

 

 

 

пр

 

 

 

 

 

обр [ ] [ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

Kc

=

[ ] [ ]

-концентрационная константа равновесия

 

 

 

 

[ ] [ ]

Kc зависит от Р и Т, но не зависит от концентраций

участников реакции

Kc – мера полноты протекания реакции

Закон действующих масс справедлив для идеальных растворов

электролитов.

С увеличением концентрации компонентов химической реакции наблюдаются отклонения от ЗДМ, связанные с:

1. Электростатическими взаимодействиями;

2.Взаимодействиями, обусловленными вандерваальсовыми силами;

3.Слабыми химическими взаимодействиями, например, образованием водородных связей между частицами системы.

ЗДМ выполняется, если использовать активность, связанную с концентрацией уравнением:

ɑ= γc

ɑ- активность, учитывает не только концентрации участников реакции, но

и влияние всех взаимодействий, приводящих к отклонению от ЗДМ, моль/л

Активность твердого вещества принята равной 1

γ– коэффицент активности, характеризует степень отклонения системы от идеальности.

γ= 1 – взаимодействия отсутствуют; γ < 1 – отклонения от ЗДМ

γ± - среднеионный коэффициент активности.

Например: для 0,01М раствора MgCl2 γ± = 0,528

В реальных системах состояние химического равновесия характеризуется термодинамической константой равновесия:

 

 

с

 

 

 

с

 

 

 

[ ] [ ]

 

с

 

 

Kт/д =

ɑС

 

ɑ

=

С

 

 

 

= Kc

С

 

 

ɑ

ɑ

 

ɑ

 

 

 

 

 

[ ]

 

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На отклонение от идеальности влияет не только концентрация, но и заряд ионов. Для учета влияния этих факторов используют параметр, называемый ионной силой.

I=

При разбавлении растворов I→ 0, γ→1, ɑ→с

Константа химического равновесия

 

 

Концентрационная Kc

Термодинамическая Kт/д

I = 0

I ≠0

Равновесие в растворах комплексных соединений

Me + nL= MeL

 

Kc =

[ ]

=

(MeL )

n

 

 

 

 

 

n

 

 

 

n

 

 

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

n(MeLn)- общая константа устойчивости комплекса

Me + L= MeL

 

 

K =

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

MeL + L= MeL2

 

K2 =

 

 

[ ]

 

 

 

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

MeL2+L= MeL3

 

K3 =

 

 

[ ]

 

 

 

 

[ ][ ]

 

 

 

 

 

 

 

-------------------------------------------------------------------------------------

MeLn-1 + L = MeLn

Kn =

[ ]

[][ ]

 

K1, K2, K3 …. Kn – ступенчатые константы устойчивости (образования)

 

 

 

 

 

 

1 = K1

 

 

= K

.K =

[ ]

,

 

[ ]

=

[ ]

 

2

1

2

 

 

[ ]

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

[ ]

 

 

 

3

= K

.K

.K

 

 

 

 

 

1

2

3

 

 

---------------------------------------------------------------------------

 

= K

.K

.K … K

=

[ ]

n

 

 

1

2

3

n

 

 

 

 

 

 

 

 

[ ]

Если в растворе комплексных соединений наблюдаются электростатические взаимодействия, т.е. I ≠ 0, то состояние равновесия описывается термодинамической константой устойчивости

т/д(MeL) = n