308. При сталій температурі відбувається реакція 2NO₂(г.) ↔ N₂O₄(г.), К_С = 0,32. Розрахувати рівноважні концентрації всіх речовин, якщо вихідна кількість NO₂ складала 1,15 моля, об’єм реактора дорівнює 5,75 л.

309. Визначити константу рівноваги реакції 4HCl(г.) + O₂(г.)«2H₂O(г.) + 2Cl₂(г.), якщо вихідні кількості реагентів були 2,4 моля НСlта 1,2 моля О₂, а в момент рівноваги приТ= соnstзалишилось 0,8 моля НСl, який не прореагував. Об’єм реактора 4 л.

310. Розрахувати константу рівноваги реакції N₂(г.) + 3H₂(г.) ↔ 2NH₃(г.), якщо при деякій температурі у реактор об’ємом 10 л введено 0,05 моля N₂та 0,52 моля Н₂, а на момент рівноваги утворилось 0,04 моля амоніаку.

311. У реакторі об’ємом 0,5 л відбувається реакція

CН₄(г.) + H₂O(г.) ↔ CO(г.) + 3H₂(г.). Визначити константу рівноваги, якщо в початковий момент було 0,05 моля CН₄ та 0,04 моля H₂O, а на момент рівноваги прореагувало 50 % вихідної кількості метану.

308. При деякій температурі відбувається реакція

СS₂(г.) + О₂(г.) ↔ 2SО₂(г.) + СО₂(г.). Розрахувати константу рівноваги та ви-хідні концентрації реагентів, якщо у стані рівноваги кількості речовин склали 0,5; 0,3 та 0,6 моля відповідно для СS₂, О₂ та СО₂, а об’єм реактора 0,5 л.

308. У реактор об’ємом 11,42 л для проведення реакції 2SО₂(г.) + О₂(г.) ↔ 2SО₃(г.) введені 2,43 моля SО₂ та 2,17 моля О₂. У момент рівноваги кількість SО₂ зменшилася на 1,85 моля. Визначити константу рівноваги.

309. Враховуючи, що для реакції4HCl(г.) + O₂(г.) « 2H₂O(г.) + 2Cl₂(г.) DН⁰_реак таDS⁰_реак не залежать від температури, знайти температуру, при якій константа рівноваги цієї реакції дорівнює одиниці.

310. Стандартна зміна енергії Гіббса для реакції A + 2B ↔ АВ при 298 К дорівнює 8 кДж/моль. Вихідні концентрації С_{А вих} = С_{В вих} = 1 моль. Знайти константу рівноваги реакції та рівноважні концентрації всіх речовин.

311. Користуючись таблицями, визначити константи рівноваги наступних реакцій при 298 К та при 1000 К (залежністю DН⁰_реак і DS⁰_реак від температури нехтувати): 1) CO₂(г.) + С(графіт) ↔ 2CO(г.); 2) CO(г.) + H₂O(г.) ↔ CO₂(г.) + H₂(г.). В який бік буде зміщуватись рівновага в реакції (2) при збільшенні тиску у два рази?

312. У реакторі об’ємом 0,5 л відбувається реакція СН₄(г.) + Н₂О(г.)  СО(г.) + 3Н₂(г.). Визначити константу рівноваги, якщо в початковий момент було 0,1 моля СН₄ та 0,2 моля Н₂О, а на момент рівноваги прореагувало 60 % вихідної кількості метану.

8. Склад і приготування розчинів

Розчини – гомогенна термодинамічно стійка система змінного складу, яка містить два або більше компонентів, між якими можуть відбуватися фізична та хімічна взаємодії. Кількісний склад розчинів виражають концентрацією або часткою. Концентрація – це співвідношення неоднотипних величин. Вона має розмірність моль/л, г/л (об’ємні концентрації) або моль/г, моль/кг (масові концентрації). Відношення однотипних величин називається часткою. Частка – безрозмірна величина.

Використовують масові (_i) і мольні (x_i) частки, які знаходять за формулами:

_i = m_i/m_i; x_i = n_i/n_i;

молярні (С_М, моль/л, М), нормальні або еквівалентні (С_н, моль екв/л, н., N) і моляльні (С_m, моль/кг) концентрації, які розраховуються за формулами:

C_M = n_i/V; C_н = n_{i екв}/V; С_m = 1000n_i/m = 1000m_і/M_im,

де n_i – кількість молів розчиненої речовини, моль; n_{i екв} – кількість молів еквівалентів розчиненої речовини, моль; V – об’єм розчину, л; m_i i M_i – маса і молярна маса розчиненої речовини, г, г/моль; m – маса розчинника, г; 1000 – кількість в одному кілограмі.

Приклад 1. Розрахувати нормальнiсть, моляльнiсть, мольну частку та молярну концентрацiю 20%-го розчину HСl (r = 1,1 г/мл).

Розв’язання

1. C_н(HCl) - ? C_M(HCl) - ?

Один літр 20%-го розчину має масу 1000∙1,1 = 1100 г, в ньому мiститься 1100·20/100 = 220 г HCl, або 220/36,5 = 6,03 моля HCl, тобто C_M(HCl) =  = 6,03 моль/л.

C_н(HCl) = C_M(HCl), тому що молярна маса еквівалента й молярна маса для НСl збігаються.

2. С_m(HCl) - ?

На 80 г води припадає 20 г НCl, або 20/36,5 моль HCl, звідси моляльна концентрацiя розраховується згідно з формулою

С_m(HCl) 6,85 г/1000 г Н₂О.

3. x(HCl) – ?

х(НСl)

Відповідь: C_н(HCl) = 6,03 моль/л; C_M(HCl) = 6,03 моль/л;

С_m(HCl) = 6,85 г/1000 г Н₂О; x(HCl) = 0,11.

Приклад 2. Скiльки мiлiлiтрiв 12%-го розчину натрiй гідроксиду (r = 1,135 г/мл) потрiбно для приготування 210 мл 4,5%-го розчину NaOH (r = 1,05 г/мл)?

Розв’язання

1. m (210 мл розчину NaOH) - ?

m = Vr = 210 мл·1,05 г/мл = 220,5 г.

2. m (NaOH) у 220,5 г розчину - ?