Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичні вказівки з Фізичної хімії.2.doc
Скачиваний:
5
Добавлен:
21.12.2018
Размер:
6.19 Mб
Скачать

Рекомендована література:

1. Гамеева О.С. Физическая и коллоидная химия. М.: Висш.школа,1969.408с.§32,33,34,35,36.

Практична робота № 7

Тема роботи - Розрахунок константи хімічної рівноваги, а також вивчення впливу температури, тиску, концентрації на хімічну рівновагу.

Мета роботи – навчитися розраховувати:

1). константу рівноваги гомогенної та гетерогенної реакції;

2). склад рівно вагових сумішей;

3). параметри, змінюючи які можна викликати зміщення хімічної рівноваги;

4). залежність константи рівноваги від температури

Теоретичне обґрунтування

Оборотні реакції не відбуваються до кінця і закінчуються встановленням хімічної рівноваги. В момент рівноваги швидкість прямої реакції дорівнює швидкості зворотної реакції, а відношення добутку концентрацій отриманих речовин до добутку концентрацій вихідних речовин є величина постійна при постійній температурі і називається константою хімічної рівноваги.

Для реакції загального виду

m 1A + n 2B ↔ m 3C + n 4D

Κc = Cc n3 CD n4 / CA n1 CB n2 , де

n1 , n2 , n3 , n4 – стехіометричні коефіцієнти в рівнянні реакції

CA , CB , Cc , CD - рівноважні концентрації речовин, що беруть участь в реакції, моль / л.

Для реакції між газами замість рівноважних концентрацій використовують величину парціального тиску:

Κр = Рc n3 РD n4 / РA n1 РB n2

між Κр і Κc існує зв’язок

Κр = Κc (RT)Σn, де

Σn – алгебраїчна сума стехіометричних коефіцієнтів учасників реакцій.

Для обчислення Σn число молей речовин, які утворилися, беруть зі знаком (+), а речовин, що вступають в реакцію, зі знаком (-). Для проведеної раніше реакції:

Σn = n3 + n4 – n1 – n2

Хімічна рівновага залежить від концентрації реагуючих речовин, температури, тиску. При зміщенні хоча б одного з факторів спостерігається порушення або зміщення рівноваги в прямому чи зворотному напрямку.

Якісний напрямок зміщення рівноваги можна установити користуючись принципом Ле-Шателья.

Так, зниження концентрації вихідних речовин викликає зниження концентрації продуктів реакції.

Підвищення температури підсилює реакцію, що йде з поглинанням тепла.

Підвищення тиску підсилює реакції, що йде зі зменшеним числом молей газів.

Приклад 1 При нагріванні гідрогену та йоду в замкнутому об’ємі до 444°C відбувається реакція:

Н2 + Ι2 ↔2НІ

Рівноважна суміш при цій температурі містить 5,64 моль НІ; 0,12 моль І2 ; 5,28 моль гідрогену. Обчислити константу рівноваги реакції та вихідні концентрації гідрогену та йоду.

Рішення:

Κc = С2НІ / СН2 * СІ2 ;

Κc = 5,642 / 0,12 * 5,28 = 50,19

Визначаємо вихідні концентрації І2 та Н2. згідно рівняння реакції, для утворення 2 моль НІ витрачається 1 моль Н2 та 1 моль І2. Треба скласти пропорцію:

для утворення 2 моль НІ треба 1 моль Н2 ,

а для 5,64 моль НІ – х моль Н2

х = 5,64 * 1 / 2 = 2,62 (моль)

Для І2 пропорція аналогічна:

2 Моль ні – 1 моль і2

5,64 Моль ні – х моль і2

х = 1 * 5,64 / 2 = 2,82 (моль)

Враховуючи рівноважні концентрації Н2 І2 , визначаємо початкові концентрації.

СН2(початк). = 2,82 + 5,28 = 8,1 моль

СІ2(початк.) = 2,82 + 0,12 = 2,94 моль

Приклад 2. Рівновага реакції 2SO2 ↔2SO3 настає при наступних концентраціях реагуючих речовин:

СSO2 = 0,2 моль / л; СО2 = 0,1 моль / л; СSO3 = 1,8 моль / л.

Розрахувати як зміняться швидкість прямої і зворотної реакції якщо зменшити об’єм, що займають гази, в 3 рази?

Рішення

Згідно закону дії мас, швидкість прямої і зворотної реакції визначається:

Vпр = К1 С2 SO2 CO2

Vзвор. = К2 С2 SO3

При зменшенні об’єму в 3 рази концентрація газів, що беруть участь в реакції зростає в 3 рази. Тоді швидкості прямої та зворотної реакцій будуть дорівнювати:

V 1 пр = К1 (3СSO2)2 3CO2

V1 звор. = К2 (3СSO3)2

Визначаємо як змінились швидкості прямої та зворотної реакцій.

V 1 пр / Vпр = (К1 (3SO2)2 3CO2) / К1 С2 SO2 CO2 =

1 2 SO2 3CO2 ) / К1 С2 SO2 CO2

Після скорочення маємо:

V 1 пр / Vпр = 27

Для зворотної реакції :

V1 звор / Vзвор = К2 (3СSO3)2 / К2 С2 SO3 = К2SO3 / К2 С2 SO3

Після скорочення маємо:

V1 звор / Vзвор = 9

Приклад 3 В яку сторону зміститься рівновага реакції

2СО↔С + СО2 + 109,5 кДж / моль

1). При збільшенні концентрації вихідних речовин

2). При підвищенні тиску

3). При підвищенні температури

Рішення

Використовуємо принцип Ле-Шательє

1) При збільшенні концентрації СО , збільшується швидкість прямої реакції і рівновага зміщується зліва на право

2) Підвищення тиску прискорює реакцію , що йде в бік меншого числа молей газу. Зліва 2 моль газу СО, а з права 1 моль СО. «С» --тверда речовина.

Рівновага зміститься в право.

3) В прямому напрямку реакція виділяє тепло, значить у зворотному - поглинає тепло. Тобто, підвищення температури прискорює реакцію, що йде з поглинанням тепла. В даному випадку при підвищенні температури рівновага зміщується ліворуч.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.