Równowaga chemiczna-opracowanie

Nasza ocena:

3
Pobrań: 119
Wyświetleń: 861
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
 Równowaga chemiczna-opracowanie - strona 1  Równowaga chemiczna-opracowanie - strona 2  Równowaga chemiczna-opracowanie - strona 3

Fragment notatki:

Podstawy Obliczeń Chemicznych    Autor rozdziału: Jarosław Chojnacki    Rozdział 6. Równowaga chemiczna      6.1. Reakcje homogeniczne, zachodzące w jednej fazie  6.2.  Obliczanie  liczby  moli  i  stęŜeń  reagentów  z  uwzględnieniem  przebiegu  reakcji  chemicznej  6.3. Reakcje zachodzące w układach heterofazowych        Reakcje chemiczne mogą zachodzić aŜ do całkowitego zuŜycia substratów albo dochodzić  do  stanu,  w  którym  substraty  współistnieją  z  produktami.  Przykładowo  –  reakcje  spalania  materiałów  wybuchowych  lub  reakcje  denaturacji  białek  zachodzą  nieodwracalnie  i  nie  mamy  moŜliwości  ponownego  odzyskania  substratów.  JeŜeli  jednak  istnieje  moŜliwość  transformacji  substratów  w  produkty  i  odwrotnie  -  produktów  w  substraty,  to  nawet  po  dłuŜszym  czasie  prowadzenia reakcji układ moŜe zawierać znaczne stęŜenie substratów. Stan taki często wynika  z ustalenia  się  tzw.  stanu  równowagi.  Stopień  przereagowania  substratów  nie  jest  wówczas  całkowity,  ale  zatrzymuje  się  na  pewnej  wartości  w  miejscu  określonym  przez  tzw.  stałą  równowagi.  Przykładami  takich  reakcji  mogą  być  reakcje  alkoholi  z  kwasami  prowadzące  do  otrzymania estrów i wody. Reakcja taka moŜe być równieŜ prowadzona w kierunku odwrotnym,  tzn. z estru i wody moŜemy otrzymać alkohol i kwas. Omówimy po kolei równowagi zachodzące  w  układach  jednorodnych  (homogenicznych,  w  jednej  fazie)  oraz  w  układach  niejednorodnych  (czyli  heterofazowych),  a  w  szczególności  równowagi  w  układach  dwufazowych  typu  ciecz  –  ciało stałe.    6.1. Reakcje homogeniczne, zachodzące w jednej fazie    Zaczniemy od przypadku, w którym wszystkie substancje znajdują się w jednej fazie. Na  przykład  wszystkie  są  gazami  lub  wszystkie  tworzą  jednorodną  fazę  ciekłą.  WaŜne  jest,  aby  zrozumieć, Ŝe w stanie równowagi stęŜenia substancji nie zmieniają się w czasie, gdyŜ szybkość  powstawania  produktów  jest  równa  szybkości  ich  zuŜywania  w  procesie  przeciwnym.  Innymi  słowy,  osiągnięcie  stanu  równowagi  nie  oznacza,  Ŝe  ustały  wszelkie  reakcje  chemiczne.  Prześledźmy to na przykładzie reakcji estryfikacji prowadzącej do powstania mrówczanu metylu.  CH3OH + HCOOH   HCOOCH3 + H2O  ZałóŜmy,  Ŝe  początkowo  zmieszano  ze  sobą  tylko  kwas  mrówkowy  i  metanol.  Na  podstawie  ogólnej  teorii  kinetyki  chemicznej  moŜemy  załoŜyć,  Ŝe  szybkość  powstawania 

(…)

… molowe, ciśnienia cząstkowe lub ułamki molowe, określa prawo
działania mas.
Przykład 6.2. Obliczanie ilości reagentów na podstawie znanych ilości substratów i wartości
stałej równowagi.
Zmieszano 5,0 moli etanolu z 8,0 mola kwasu octowego. Jakie będą liczby moli poszczególnych
reagentów w stanie równowagi jeŜeli stała stęŜeniowa reakcji estryfikacji KC=4,0?
Plan. Napiszmy zbilansowane równanie reakcji
….
Obliczanie
wartości
stałej
równowagi
na
podstawie
znajomości
równowagowych ciśnień reagentów
Do naczynia wprowadzono gazowy azot i wodór w proporcji stechiometrycznej (1:3). Układ
wygrzewano w temperaturze 900K pod stałym ciśnieniem, wynoszącym 30398hPa. Analiza
wykazała, Ŝe azot N2 wywiera w stanie równowagi ciśnienie cząstkowe 4053 hPa. Oblicz stałą
równowagi KP.
Plan. Piszemy równanie reakcji definiujące…
… dla danej reakcji obliczonej wg powyŜszego wzoru jest zaleŜna
jedynie od temperatury (a dla gazów równieŜ od ciśnienia i objętości). ZaleŜność stałej
równowagi od temperatury wynika z wpływu temperatury na stałe szybkości reakcji ke i kh
(jakościowo wpływ temperatury na szybkość reakcji chemicznych opisuje reguła vant Hoffa,
a ilościowo równanie Arrheniusa).
Obecnie będą nas interesować tylko zagadnienia…
… produktów reakcji
podniesionych do odpowiednich potęg podzielony przez iloczyn ułamków molowych substratów
podniesionych do odpowiednich potęg ma wartość stałą.
Wykładnikami potęgowymi w prawie działania mas są współczynniki występujące
w zbilansowanym równaniu reakcji chemicznej.
Dla reakcji między A i B danej ogólnym równaniem:
mA + nB pC + qD
wyraŜenie na stałą równowagi KX będzie miało postać:
(x ) p…
… )


KP =
=
3
3
p N 2 ( pH 2 )
 p N 2  p H 2 



 p S  p S 



Odpowiedź. Otrzymujemy wynik KP=0,0276.
Przykład 6.10. Obliczanie stałej równowagi na podstawie stopnia dysocjacji termicznej.
W zbiorniku o objętości 1 dm3 i w temperaturze 740K badano równowagę reakcji
2 NOCl(g) 2NO(g) + Cl2(g)
Wprowadzono 2 mole NOCl do pustego zbiornika i po osiągnięciu stanu równowagi
stwierdzono, Ŝe…
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz