Изучение химического равновесия.
Активности малолетучих веществ, например, углерода практически невозможно определять из измерений давления пара. В таких случаях целесообразно изучать химическую реакцию, в которой участвует этот компонент и образуется газообразный продукт:
[C]+2H2=CH4
.
Для
того, чтобы найти значение K
следует определять равновесные отношения
при низких концентрациях углерода и
экстраполировать их на нулевую
концентрацию углерода, где [C]=aC.
Пример 2.
Расплавленное железо взаимодействует с газовой смесью H2S и H2 по реакции H2+[S]=H2S. По данным о равновесии этой реакции при 1873 К определите активность и коэффициент активности серы в железе.
|
0,77 |
1,18 |
1,73 |
2,52 |
3,30 |
XS.102 |
0,52 |
0,796 |
1,192 |
1,741 |
2,375 |
Константа
равновесия в случае реального раствора
запишется
,
а в случае если раствор разбавленный,
имеем
.
Рассчитаем K*.
K* |
|
|
0,145 |
0,145 |
0,139 |
Как
видно из таблицы, первые два значения
одинаковы, следовательно, здесь
выполняется закон действующих масс для
разбавленных растворов. Принимаем
значение K равным K*
и найдем активность серы по уравнению
.
аS.102 |
0,52 |
0,797 |
1,169 |
1,70 |
2,23 |
S= |
1 |
1 |
0,98 |
0,96 |
0,939 |
Определение активности по закону распределения.
Для реальных растворов закон распределения выражается уравнением . Этот метод удобен, когда в одном из растворителей раствор остается бесконечно разбавленным вплоть до насыщения.
Пример3.
HgCl2 распределен между бензолом и водой. При 25С получены следующие значения концентраций:
С в С6Н6.104, моль/л |
1,55 |
3,1 |
6,18 |
52,4 |
210 |
С в Н2О.103, моль/л |
1,845 |
3,63 |
7,38 |
64,8 |
286,6 |
Найдите активность соли в водном растворе при С=0,2866 моль/л, если известно, что раствор в бензоле остается идеальным до концентрации 0,03 моль/л.
Если
оба раствора разбавленные, то коэффициент
распределения можно рассчитать как
.
Рассчитаем L по данным
таблицы:
L |
0,084 |
0,084 |
0,0837 |
0,081 |
0,073 |
Таким образом мы нашли значение Ka=L=0,084. Поскольку раствор в бензоле остается разбавленным во всем, данном нам, интервале концентраций закон распределения запишется:
,
находим активность из этого уравнения
.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
А Активность термодинамическая -- способы определения
Б Бертоллиды
В Вант-Гоффа - изобара - изотерма - изохора Величины парциальные мольные Вероятность термодинамическая Весовой процент Вечный двигатель второго рода Внутренняя энергия идеального газа -- изменение Выход реакции
Г Генри закон - коэффициент Гесса закон Гиббса-Гельмгольца уравнения Гиббса-Дюгема уравнения Гельмгольца энергия -- изменение Гиббса энергия -- изменение
Д Давление осмотическое - пара растворенного вещества - растворителя Дальтониды Дебая уравнение Диаграммы равновесия двухкомпонентных систем ---- второго типа ---- первого типа ---- пятого типа ---- третьего типа ---- четвертого типа - состояния однокомпонентных систем
З Закон действующих масс для разбавленных растворов ----для совершенных растворов ---- для реальных растворов -распределения -Сивертса -термодинамики второй --первый --третий
К Кирхгофа уравнение Клаузиуса-Клайперона уравнение Константа криоскопическая - равновесия реакции -эбулиоскопическая Коэффициент активности - распределения Круговой процесс
Л Линия ликвидуса - солидуса
М Менделеева-Клайперона уравнение Метод касательных - отрезков Мольные доли Моль раствора, определение Моляльность Молярность
Н Направление химических реакций
П Правило рычага - фаз -- вывод Потенциал химический Процессы - адиабатический - изобарический - изотермический - изохорический - необратимые - обратимые
Р Работа расширения газа Равновесие в гетерогенных системах - в гомогенных системах - фазовое - химическое Растворенное вещество Растворитель Растворы - внедрения - вычитания - замещения - определение - разбавленные - реальные - совершенные - твердые Рауля закон Реакции - перитектическая - эвтектоидная - эвтектическая
С Свойства интенсивные - экстенсивные Система - изолированная Соединения стехиометрические - нестехиометрические Соединения химические - неустойчивые - устойчивые Стандартное состояние -- выбор
Т Таблицы стандартных термодинамических величин Тепловой эффект химической реакции Теплоемкость вещества - идеального газа Теплосодержание Теплота образования - сгорания Термодинамические параметры Термодинамический процесс Термохимия
У Универсальная газовая постоянная Ф Фаза, определение Фазовые превращения Физическая химия, определение -- проблемы -- методы Функция состояния
Ц Цикл Карно
Ч Число компонентов Число степеней свободы
Э Энергия - Гельмгольца - Гиббса Энтальпия Энтропия - абсолютная - графическое определение |
Тема 4, §16 Тема 4, §21
Тема 3, §3.5
Тема 2, §5 Тема 2, §4 Тема 2, §5 Тема 4, §4 Тема 1, §15 Тема 4, §2, §3 Тема 1, §11 Тема 1, §2 Тема 1, §3 Тема 2, §3
Тема 4, §6 Тема 4, §6 Тема 1, §5 Тема 1, §18 Тема 4, §4 Тема 1, §17 Тема 1, §19 Тема 1, §17 Тема 1, §19
Тема 4, §9 Тема 4, §6 Тема 4, §7 Тема 3, §3.5 Тема 1, §9 Тема 3, §3 Тема 3, §3.3 Тема 3, §3.1 Тема 3, §3.6 Тема 3, §3.4 Тема 3, §3.5 Тема 3, §1
Тема 4, §10 Тема 4, §14 Тема 4, §18 Тема 4, §11 Тема 4, §6 Тема 1, §11 Тема 1, §2 Тема 1, §22
Тема 1, §8 Тема 1, §20 Тема 4, §8 Тема 1, §1, §2 Тема 4, §8 Тема 4, §17 Тема 4, §11 Тема 1, §1
Тема 3, §3.1 Тема 3, §3.2
Тема 1, §2 Тема 4, §4 Тема 4, §4 Тема 4, §2, §3 Тема 4, §4 Тема 4, §2, §3 Тема 4, §2, §3
Тема 2, §4, §8
Тема 3, §3.2 Тема 3, §1, §2 Тема 3, §2 Тема 4, §4
Тема 1, §3 Тема 1, §3 Тема 1, §3 Тема 1, §3 Тема 1, §12 Тема 1, §12
Тема 1, §2, 3 Тема 2, §6 Тема 2, §1 Тема 3 Тема 2 Тема 4, §1 Тема 4, §1
Тема 4, §1 Тема 4, §1 Тема 4, §1 Тема 4, §1 Тема 4, §5 Тема 4, §15 Тема 4, §12 Тема 4, §1 Тема 4, §7
Тема 3, §3.4, §3.6, §3.7 Тема 3, §3.7 Тема 3, §3.1, §3.4, §3.7
Тема 4, §4 Тема 4, §4 Тема 1, §1 Тема 1, §1 Тема 3, §3.5, §3.6 Тема 3, §3.5, §3.6
Тема 3, §3.6 Тема 3, §3.5 Тема 4, §17 Тема 4, §17
Тема 1, §6 Тема 1, §5 Тема 1, §2, §9 Тема 1, §4, пример 3 Тема 1, §3 Тема 1, §6 Тема 1, §7 Тема 1, §1 Тема 1, §1 Тема 1, §5
Тема 1, §4, пример 2
Тема 3, §2 Тема 1, §20 Тема 1, §1 Тема 1, §1 Тема 1, §1 Тема 1, §1
Тема 1, §14
Тема 3, §2 Тема 3, §2
Тема 1, §17 Тема 1, §17 Тема 1, §3 Тема 1, §14 Тема 1, §22 Тема 1, §22 |