- •15 Внутренняя энергия, энтальпия
- •16 Энергия Гиббса
- •Например, напишем кинетическое уравнение для реакции синтеза аммиака
- •Например, напишем кинетическое уравнение для реакции синтеза аммиака
- •В закон действующих масс не входят концентрации твердых веществ, т. К. Реакции с твердыми веществами протекают на их поверхности, где «концентрация» вещества постоянна.
Например, напишем кинетическое уравнение для реакции синтеза аммиака
N2 (г) + 3 H2 (г) - 2 NH3 (г): V = k [N2] * [H2] 3.
В закон действующих масс не входят концентрации твердых веществ, т. К. Реакции с твердыми веществами протекают на их поверхности, где «концентрация» вещества постоянна.
20 Еа - энергия активации - это минимальная энергия (в расчете на 1 моль или 1 кмолъ), которой должны обладать реагирующие (исходные) частицы, чтобы столкновение между ними привело к реакции.
До последнего времени энергию активации рассматривали в теории химической кинетики как эмпирическую постоянную. Но в настоящее время появилась возможность ее приближенной оценки с помощью квантовой химии. За величину энергии активации приближенно принимают превышение средней энергии активированного комплекса над средним уровнем энергии исходных веществ. Она зависит от природы реагирующих (исходных) веществ и характеризует изменение скорости реакции от температуры. Чем больше энергия активации,тем быстрее увеличивается с ростом температуры скорость реакции. Если уравнение (5) прологарифмировать, то получим: 1пК = 1пК0 - Еа /RT.
21 Химическим равновесием называется такое состояние химической системы, при котором количества исходных веществ и продуктов не меняются со временем. Химическое равновесие - состояние системы, в котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. Концентрации всех веществ в состоянии равновесия (равновесные концентрации) постоянны. Химическое равновесие имеет динамический характер. Это значит, что и прямая и обратная реакции при равновесии не прекращаются. Для одностадийной обратимой реакции
при равновесии выражения для скоростей прямой V1 и обратной реакций V2 имеют вид:
где [A], [B], [C] и [D] - равновесные молярные концентрации веществ A, B, C и D; a,b,c и d - соответствующие стехиометрические коэффициенты (при условии, что реакция идет в одну стадию); k1 и k2 -коэффициенты пропорциональности, называемые константами скоростей.
Из условия равновесия V1=V2 следует:
Отсюда получаем выражение для константы равновесия Kp:
Чем выше величина Kp, тем больше в равновесной смеси продуктов прямой реакции.
Смещение равновесия в нужном направлении достигается изменением условий реакции (принцип Ле-Шателье)
Принцип Ле-Шателье - внешнее воздействие на систему, находящуюся в состоянии равновесия, приводит к смещению этого равновесия в направлении, при котором эффект произведенного воздействия ослабляется.
Увеличение давления смещает равновесие в сторону реакции, ведущей к уменьшению объема.
Повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции.
Увеличение концентрации исходных веществ и удаление продуктов из сферы реакции смещают равновесие в стoрону прямой реакции.
Катализаторы не влияют на положение равновесия.
22 Катализ - химическое явление, суть которого заключается в изменении скоростей химических реакций при действии некоторых веществ (их называют катализаторами).
Катализаторами называют вещества, ускоряющие химические реакции и остающиеся после реакций химически неизменными. Физическое состояние катализатора может изменяться. Если катализатор и реагирующие вещества находятся в одном агрегатном состоянии, обычно газообразном или жидком, то катализ называется гомогенным. В роли катализаторов в гомогенном катализе часто выступают растворы кислот, оснований, солей d-элементов, растворители. Катализ является гетерогенным, если катализатор и реагирующие вещества находятся в разных агрегатных состояниях или образуют самостоятельные фазы. В роли катализаторов в этом случае чаще всего выступают твердые вещества, обычно d-элементы или их соединения. Катализаторы не изменяют энтальпию и энергию Гиббса реакции и не влияют на положение химического равновесия реакции. Катализаторы только увеличивают в равной мере скорость прямой и обратной реакций.
23 ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ , полный или частичный распад молекул растворенного в-ва на катионы и анионы. Э. д. называют также распад на катионы и анионы ионных кристаллов при растворении или расплавлении. Причиной диссоциации является взаимодействие между растворенным веществом и растворителем, в результате которого в растворе образуются гидратированные ионы. Диссоциация при плавлении.
Под действием высоких температур ионы кристаллической решётки начинают совершать колебания, кинетическая энергия повышается, и наступит такой момент (при температуре плавления вещества), когда она превысит энергию взаимодействия ионов. Результатом этого является распад вещества на ионы.
Диссоциация кислот, солей и оснований.
Кислоты диссоциируют на ионы водорода и кислотного остатка.
Соли диссоциируют на ионы металла и кислотного остатка
Основания диссоциируют на ионы металла и гидроксид-ионы
25 Степень диссоциации (α) – это отношение числа продиссоциировавших (распавшихся) на ионы молекул (n) к общему числу растворенных молекул (N):
Сильные электролиты при растворении в воде практически полностью диссоциируют на ионы независимо от их концентрации в растворе.
Поэтому в уравнениях диссоциации сильных электролитов ставят знак равенства (=).
К сильным электролитам относятся:
- растворимые соли;
- многие неорганические кислоты: HNO3, H2SO4, HCl, HBr, HI;
- основания, образованные щелочными металлами (LiOH, NaOH, KOH и т.д.) и щелочно-земельными металлами (Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2).
Слабые электролиты в водных растворах лишь частично (обратимо) диссоциируют на ионы.
Поэтому в уравнениях диссоциации слабых электролитов ставят знак обратимости (⇄).
К слабым электролитам относятся:
- почти все органические кислоты и вода;
- некоторые неорганические кислоты: H2S, H3PO4, H2CO3, HNO2, H2SiO3 и др.;
- нерастворимые гидроксиды металлов: Mg(OH)2, Fe(OH)2, Zn(OH)2 и др.