Вопрос 15

Все реакции можно разделить на обратимые и необратимые.

Необратимые реакции – реакции, протекающие практически до конца. Условия необратимости: образование осадка, выделение газообразн. вещ-в или малодиссоциирующих соединений.

Большинство реакций обратимо,т.е. протекает с заметной скоростью в прямом и обратном направлениях. При этом устанавливается хим. равновесие,кот.характ-ся своей константой равновесия.

Если в замкнут.сосуд поместить равные объемы H₂ и J₂ и нагреть систему до 450 С, начинает протекать реакция образования HJ. Скорость прям. реакции подчиняется ЗДМ. По мере накопления в системе HJ начинает протекать обратн. реакция разложения HJ, кот. также подчиняется ЗДМ. С теч.времени скорость прям.реакции убывает, а скорость обратной реакции возрастает.Т.к. концентрация H₂ и J₂ уменьшается , а концентрация HJ возрастает, наступает момент, когда прям.и обратн. скорости реакции равны, т.е. наступает хим. динамич. равновесие. При установлении равновесия реакция не прекращается, а продолжает протекать с одинаков. скоростью в прям. и обратн. направлении,т.е. сколько в единицу времени образуется мол-л HJ, столько же их и разлагается. Концентрации,кот.установились с установлением равновесия – равновесные концентрации. Они неизменны, пока не смещено равновесие.

Принцип Ле-Шателье. Если на систему,находящуюся в равновесии, производится какое-либо внешн.воздействие,то оно благоприятствует протеканию той из двух противоположн. реакций,кот.ослабляет воздействие.

Вопрос 21: гетерогенные равновесия, произведение растворимости (пр),растворимость.

Гетероген. реакции протекают в несколько стадий: перенос вещ-ва диффузей к поверхности раздела фаз(1стадия), хим.реакция на пов-ти(2стадия), диффузионный отвод продуктов реакции(3стадия). Общ.скорость реакции опред. скоростью самой медленной стадии. Малой скоростью обладают диффузионные процессы,особенно в жидкостях. Поэтому для увеличения скорости реакций широко применяют перемешивание. Скорости процессов на всех стадиях пропорциональны поверхности раздела фаз. Поэтому общ.скорость гетероген.реакций при проч.равн.условиях зависит от величины пов-ти,т.е.от степени измельчения реагирующих вещ-в. Если в гетероген.системе протекает обратим.реакция, то к ней также применим ЗДМ, однако выражение для K_рав будет иметь более простой вид.

Принцип Ле-Шателье позволяет качественно судить о состоянии равновесия, а количественную хар-ку дает ЗДМ или з-н хим.равновесия. Он устанавливает соотношение между равновесными концентрациями реагирующ.вещ-в хим.реакциях.

Произведение растворимости – пост.величина при данной t- представл.собой произведение концентраций ионов в насыщен. р-ре малорастворимого электролита.

Растворимость – св-во вещ-ва растворяться в воде или др. растворителе.

26 Вопрос

Потенциал электрода – разность потенциалов,возникающая между метеллом и окружающей его водной средой при наступлении равновесия. Потенциал кажд. электрода зависит от природы металла,концентрации или активности его ионов в р-ре и температуры: выраж. ур-нием Нернста: Е=Е^о+(RT)/(nF)*lnc(a), где Е- электродн.потенциал металла, с – концентрация ионов металла, а – активность ионов металла, Е^о – электродный потенциал при концентрации(или активности) иона, равен 1, R – универс.газов.постоянная, Т – температура, n – зарядность иона металла, F – постоянная Фарадея.

Водородный электрод — электрод, использующийся в кач-ве электрода сравнения при различных электрохим. измерениях и в гальванических эл-тах. Водородн. электрод (ВЭ) представл. собой пластинку или проволоку из металла, хорошо поглощающего газообразн. водород (обычно используют платину или палладий), насыщенную Н (при атмосферном давлении) и погруженную в водн. р-р,содержащий ионы Н. Потенциал пластины зависит от концентрации ионов Н+ в р-ре. Электрод явл.эталоном, относительно кот. ведется отсчет электродного потенциала определяемой хим.реакции. При сборке гальванического элемента из ВЭ и определяемого электрода, на поверхности платины обратимо протекает реакция:

2Н+ + 2e− = H2

т.е., происх. либо восстановление Н, либо его окисление — это зависит от потенциала реакции, протекающей на определяемом электроде. Измеряя ЭДС гальванического электрода при станд. условиях определяют станд. электродный потенциал определяемой хим. реакции.

ВЭ применяют для измерения станд. электродного потенциала электрохим. реакции, для измерения концентрации (активности) водородн. ионов, а также любых других ионов. Применяют ВЭ так же для определения произведения растворимости, для определения констант скорости некот. электрохим. реакций.

Гальванич.эл-т – устройство,в кот.на основе ОВР получают электрич.ток,т.е.хим.энергия реакции превращается в энергию электрич.тока. Одним из наиб.простых гальванич.эл-тов явл.

медго-цинковый,или эл-т Даниэля-Якоби. В нем проводником соединяются пластинкииз цинка и меди,при этом кажд.из металлов опущен в р-р соответствующей соли: сульфата цинка и сульфата меди (II). Полуэл-ты соединены электролитич.ключом,если нах-ся в разн.сосудах, или разделены пористой перегородкой,если нах-ся в одном сосуде.

Располагая металлы в порядке возрастания алгебраич.величины из станд.электродных потенциалов,получают электрохим. ряд напряжений металлов. Ряд станд. электродн. потенциалов хар-ет хим. св-ва металлов. Он используется для определения последов-ти разрряда ионов при электролизе,а также для описания общ.св-в металлов. При этом величины станд.электродн.потенциалов количественно характеризуют восстановительную способность металлов и окислит. способность их ионов.

На электродах гальванич.эл-тов протекают реакции окисления-восстановления. Материал электродов при этом изменяется. Однако м.б. построены и такие гальванич.эл-ты,электроды кот. не претерпевают изменений, а явл. лишь переносчиками электронов.

Потенциал окислит.-восстановит.системы,измеренный по отнош.к станд.водородному электроду,при условии,когда отношение активностей окисленной и восстановленной форм равно1,назыв.станд.электродным окислит.-восстановит. потенциалом.

Для получения электрич. энергии можно использовать люб.ОВР. Для этого надо разделить процессы окисления восстановителя и восстановления окислителя и провести их на отдельн.электродах. Устройства,вырабатывающие электрич.ток за счет энергии ОВР,назыв. хим. источниками тока или гальванич.эл-тами.

Источники тока:

-первичные(для одноразового использования. после разряда к дальнейшей работе непригодны)

-вторичные(аккумуляторы – многократное использование. Хар-ся обратимостью: после разрядки их работоспособность м.б. восстановлена пропусканием тока от внешн.. источника в обратном направлении. Анод аккумулятора при разрядке служит катодом при зарядке. Наиб.распространены свинцовый(кислотный) и железно-никелевый(щелочной) аккумуляторы).

Особой разновидностью хим.источников тока явл. электрохим. генераторы или топливные эл-ты. В топливном эл-те хим.энергия реакции горения топлива непосредственно превращается в электрич.энергию.