∆= −4,62 кДж/моль.
Кобратимым реакциям относятся такие реакции, когда:
а) образующиеся продукты реакции уходят из среды реакции – выпадают в виде осадка, выделяются в виде газа.
Например:
2HCl+Zn = ZnCl +H ↑
Ca(OH) +H SO = CaSO ↓ +2H O
б) образуются малодиссоциированные соединения. Например, вода:
HCl+NaOH = NaCl+H O
в) Реакции сопровождающиеся изменением энергии системы. Например:
2 + = 2 ;∆ = −602,5 кДж/моль.
Вуравнениях необратимой реакции между правой и левой частью уравнения ставится знак равенства – « = ».
Вобратимых реакциях ставится знак обратимости – « ». Часто в процессе водоподготовки и очистки сточных вод
химическими веществами возникает эффект обратимой реакции, которую необходимо сместить в одну или другую сторону. В этом случае применяется смещение химического равновесия Ле Шателье: «Если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказать какое-либо внешнее воздействие (изменение концентрации, температуры, давления), то оно благоприятствует протеканию той из двух противоположных реакций, которая ослабляет воздействие (т.е. увеличивает скорость той реакции, протекание которой будет компенсировать (уменьшать) оказанное воздействие)».
Задачи для самостоятельного решения
2 |
1. Как |
изменится |
скорость |
реакции |
2 |
+ = |
вследствие увеличения давления в 4 раза? |
||||||
16
2. Как изменятся скорости прямых и обратных реакций вследствие увеличения давления в 10 раз в следующих равновесных
системах: |
2 ; |
|
б) 2 + 2 ; |
|
|
||||
ва)) |
|
|
. |
|
|
||||
3. |
+3 2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Исходная концентрация веществ при реакции |
л. |
Какими |
|||||
|
|
|
была: [ |
] = |
1 моль/л; [ |
|
|||
|
|
|
] = 2моль/+ |
|
= |
||||
стали |
|
концентрации |
исходных и полученных веществ, |
если |
|||||
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
концентрация серной кислоты стала равной 1,4 моль/л? |
|
|
|
||||||
4. Исходные концентрации веществ при реакции |
|
|
|
||||||
2 |
+2 |
были: [ |
] = 1 |
моль/л; [ |
] = 1 моль/л. |
Полагая, что |
|||
|
|
|
4 |
+ |
|
||||
реакция велась в замкнутом пространстве, вычислить, каковыми стали концентрации исходных и полученных веществ, когда
концентрация |
стала равной 0,6 моль. |
|
||
5. При |
реакции |
. |
|
к моменту наступления |
равновесия осталось 50% |
Каково было общее число молей всех |
|||
+ |
|
|||
веществ, содержащихся в реакционной смеси, при состоянии
равновесия, если исходное количество |
равнялось 2 |
моль? |
|||||
6. Исходные вещества |
при |
реакции |
|
моменту |
|
были |
|
взяты в эквивалентных количествах. К |
|
наступления |
|||||
+ |
|
|
|||||
равновесия прореагировало 50% |
Полагая, что реакция велась в |
||||||
замкнутом пространстве, а |
температура. |
|
оставалась |
|
постоянной, |
||
вычислить, как изменилось давление реакционной смеси к моменту
наступления равновесия. |
|
|
|
|
+ |
2 |
|
|
|||
7. Изменяется ли давление при |
|
реакции |
, |
если |
|||||||
реакция идет в замкнутом сосуде? |
|
|
|
|
|
||||||
8. Как изменится давление к моменту наступления равновесия в |
|||||||||||
результате реакции |
2 |
|
|
|
если известно, что исходная |
||||||
концентрация |
|
равнялась 0,04 моль/л и что к моменту |
|||||||||
|
2 |
+ |
, |
|
|
|
|
|
|
||
наступления равновесия прореагировали 56% двуокиси азота? |
|
|
|||||||||
9. Зная, |
что константа |
равновесия системы |
|
|
|||||||
|
|
|
равняется |
4, |
вычислить |
каковы |
|
будут |
|||
|
|
|
|
+ |
|||||||
концентрации |
всех |
веществ |
данной |
системы |
|
при состоянии |
|||||
17
равновесия, если исходные концентрации |
были: |
[ |
|
] = |
||||
2моль/л; [ |
] = 1моль/л. |
|
|
|
|
|
|
|
10. Константа равновесия системы |
|
|
|
|
при |
|||
650ºС равняется единице. Вычислить, сколько+ |
|
водяного пара |
||||||
молей |
+ |
|
||||||
надо ввести в каждый моль окиси углерода |
, чтобы превратить |
|||||||
90% последней в двуокись углерода |
. |
+ |
|
|
|
|
||
11. Константа равновесия системы |
|
] |
= |
при 494ºС |
||||
равняется 2,2. |
Исходная |
концентрация [ |
0,04 моль/л. |
|||||
|
2 |
2 |
|
|
||||
Вычислить, сколько молей кислорода надо ввести на каждый литр
окиси азота |
, чтобы превратить 40% окиси азота в двуокись азота |
||||||||
2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
12. При |
состоянии равновесия |
системы |
|
|
|
||||
концентрации |
участвующих |
в ней |
веществ |
были: |
[ |
] = |
|||
|
|
2 |
+ |
|
|||||
0,02моль/л; [ |
] = |
0,015моль/л; [ |
] = |
0,02 моль/л. Вычислить, |
|||||
каковыми были исходные концентрации двуокиси серы и кислорода. 13. Согласно принципу Ле Шателье, при увеличении давления равновесие системы сдвигается в сторону той реакции, которая сопровождается уменьшением объёма и, наоборот, с уменьшением давления равновесие сдвигается в сторону той реакции, которая сопровождается увеличением давления. Имея это в виду, определить, в какую сторону сдвинется равновесие вследствие увеличения
давления при реакциях, идущих по следующим уравнениям:
ба)) |
|
+ |
; |
; |
|
дг)) |
2 |
+ 2 |
;; |
в) |
|
+ 2 |
+ |
; |
; |
е) |
2 |
+ 2 |
; |
ж) |
4 |
|
+2 |
з) |
|
+3 2. |
|
||
|
+ |
2 |
|
|
|
2 |
|
||
14. Согласно |
принципу |
Ле |
Шателье, при |
увеличении |
|||||
температуры системы, находящейся в равновесии, равновесие сдвигается в сторону той реакции, которая сопровождается поглощением теплоты, а при понижении температуры наоборот, в сторону реакции, которая сопровождается выделением теплоты. Имея это в виду, определить, в какую сторону сдвинется равновесие вследствие повышения температуры при следующих реакциях:
18
а) |
+ |
|
|
|
; |
д) |
+ |
;2 |
|
− |
|
|
+ |
+184,5 кДж |
|
180,3 кДж |
|
|
|||||
б) |
2 |
|
; |
− |
|
е) |
|
; |
|||
в) |
70,46 кДж |
2 |
+ |
|
ж) |
2 |
− 23,07 кДж |
||||
|
+3 |
; |
|
|
+ |
; |
+ |
+ |
|||
г) |
90,12 кДж |
|
+300кДж |
; |
з) |
163,6 кДж |
+ |
− |
|||
|
+ |
|
|
|
|
|
; |
||||
и) |
2 |
+ |
. 2 |
− |
|
|
570,3 кДж |
|
|
||
|
130кДж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ
При растворении в воде, соли распадаются (диссоциируют) на ионы. Образовавшиеся ионы, в свою очередь, взаимодействуют с молекулами воды, образуя слабые электролиты. Этот процесс называют гидролизом.
Все соли можно представить как производное взаимодействие кислот и оснований. Гидролизу не подвергаются соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, т.к. такие соли диссоциируют полностью на катионы и анионы.
Не все соли подвергаются гидролизу. Гидролизируются лишь соли, полученные в результате реакции между сильной кислотой и слабым основанием, сильным основанием и слабой кислотой, слабым основание и слабой кислотой. Например:
+ +
+
Врезультате гидролиза среда раствора стала кислой.
+ |
+ |
+
Среда раствора основная. |
|
+ |
+ |
В этом случае среда раствора зависит от степени диссоциации кислоты и основания.
19
При составлении уравнения гидролиза солей, необходимо помнить, что слои образованные слабыми многоосновными кислотами и сильными основаниями, а также слабыми многоосновными основаниями и сильными кислотами подвергаются гидролизу ступенчато. Например:
++
(молярное уравнение гидролиза)
1 ступень гидролиза:
2 ступень гидролиза: |
+ |
|
|
+ |
+ |
+ |
2 + |
+ |
+ |
Так как гидролиз процесс обратимый, то его равновесие можно сместить в сторону увеличения и ослабления.
Если продукт гидролиза труднорастворим, то равновесие гидролиза сильно смещается вправо (в сторону увеличения степени гидролиза).
При добавлении к раствору гидролизуемой соли одного из образующихся при реакции веществ (обычно сильной кислоты или щёлочи) можно, в соответствии с законом действия масс, сдвинуть влево, т.е. уменьшить степень гидролиза.
При разбавлении раствора гидролиз протекает полнее, степень гидролиза увеличивается.
Нагревание также увеличивает степень гидролиза. При повышении температуры степень диссоциации воды сильно возрастает. Это приводит к повышению концентрации и – ионов в растворе, к увеличению вероятности взаимодействия их с ионами соли и образования продуктов гидролиза.
|
Задачи для самостоятельного решения |
||
|
1. Написать уравнение гидролиза, в молекулярной и ионной |
||
форме, для следующих солей: |
|
|
|
а) |
Сульфата калия; |
д) |
Хлорида натрия; |
б) |
Селенита калия; |
е) |
Нитрата олова (II); |
в) |
Сульфида натрия; |
ж) |
Нитрата свинца (II); |
г) |
Хлорида аммония; |
з) |
Гипохлорита натрия. |
20