Підставляючи дані нашої задачі, одержуємо:

v(60) = v(20)  3^(60-20):10 = v(20)  3⁴ = 81v(20).

Це означає, що швидкість визначеної реакції при 60 ^оС більше від швидкості цієї ж реакції при 20 ^оС у 81 раз.

Приклад 3. При синтезі оксиду сірки (VІ) 2SO₂(г) + O₂(г)  2SO₃(г) рівновага встановилася за наступних концентрацій реагуючих речовин: [SO₂] = 4 моль/л; [O₂] = 2 моль/л; [SO₃] = 6 моль/л. Обчисліть константу рівноваги цієї реакції, а також вихідні концентрації оксиду сірки (ІV) і кисню.

Розв’язання. Константа рівноваги цієї реакції:

Вихідні концентрації оксиду сірки (ІV) і кисню знаходимо на підставі рівняння реакції. На утворення 2 моль SO₃ витрачається 1 моль кисню, а на утворення 6 моль SO₃ буде потрібно 6 : 2 = 3 моль кисню. З огляду на рівноважну концентрацію кисню, знаходимо його початкову концентрацію: [О₂]_вих.= 2 + 3 = 5 моль/л. На утворення 2 моль SO₃ необхідно витратити 2 моль SO₂, а на 6 моль SO₃ потрібно 6 моль оксиду сірки (ІV), отже, [SO₂]_вих.= 4 + 6 = 10 моль/л.

Приклад 4. У який бік зсунеться рівновага реакції у гомоґенній системі Н₂(г) + І₂(г)  2НI(г); Н > 0: а) при збільшенні температури; б) при зменшенні тиску; в) при збільшенні концентрації водню; г) при зменшенні концентрації йодоводню? Напишіть вирази для константи рівноваги цієї реакції.

Відповідь. Зсувом рівноваги хімічної реакції називають зміну рівноважних концентрацій реагуючих речовин унаслідок зміни однієї з умов реакції. Напрямок, у якому змістилася рівновага хімічної реакції, визначається за принципом Ле Шательє: а) оскільки реакція одержання йодоводню є ендотермічною (Н > 0), то при підвищенні температури рівновага зсунеться у бік прямої реакції; б) під час реакції число молів газоподібних речовин не змінюється (до реакції – 2 моль і після реакції – 2 моль), отже, зміна тиску не впливає на рівновагу даної реакції; в) збільшення концентрації Н₂ (вихідні речовини) зсуває рівновагу у бік утворення продуктів реакції; г) зменшення концентрації йодоводню (продукту реакції) також зсуває рівновагу у бік прямої реакції.

Приклад 5. Знайдіть наближене значення температури, за якої константа рівноваги реакції C(граф.) + Н₂O(г)  CO(г) + Н₂(г) дорівнює 1, Н_х.р. = 131,3 кДж; S_х.р. = 133 Дж/К.

Розв’язання. З рівняння G⁰ = – RT lnK випливає, що при K = 1, G⁰ буде дорівнювати 0. Тоді, зі співвідношення G = Н – TS випливає, що за відповідної температури Н⁰ = TS⁰, звідки T = Н⁰/S⁰ = 131,3 : 0,133 = 983 K.

Глава 9. Розчини

Розчинами називаються багатокомпонентні системи змінного складу. В залежності від фазового стану розчини можуть бути твердими, рідкими та газоподібними. Газоподібним розчином (газовою сумішшю), наприклад, є повітря. Морська вода найбільш поширений на Землі рідкий розчин. До твердих розчинів відносяться багато металевих сплавів

Найбільше практичне значення мають рідкі розчини. У розчинах розрізняють розчинник і розчинену речовину. Під розчинником розуміють той компонент розчину, початковий агрегатний стан якого не змінюється при утворенні розчину. Наприклад цукор у воді: розчинник – вода, оскільки її агрегатний стан не змінився при утворенні розчину, розчинена речовина – цукор. В інших випадках розчинником вважається той компонент, якого більше.

Розчини займають проміжне положення між механічними сумішами та хімічними сполуками. Хімічна природа кожного з компонентів у розчинах зберігається. До того ж завдяки відсутності у розчинів сталості складу вони наближаються до механічних сумішей. З хімічними сполуками розчини споріднює однорідність, а також енергетичні ефекти, що супроводжують процеси розчинення.

Перші ґрунтовні роботи з властивостей розчинів належать М.В. Ломоносову. Ним також було намічено програму дослідження розчинів, що зберегла актуальність і донині.