В този материал ще следвате стъпка по стъпка резолюции и обосновки за отговорите на различни упражнения за химически баланс, които обхващат няколко теми от този важен раздел на физическата химия.
1- Константа на равновесие по отношение на концентрацията в mol / L
Пример: (PUC-RS) Равновесието, свързано с образуването на киселинен дъжд, се представя от уравнението:
В еднолитров контейнер бяха смесени 6 мола серен диоксид и 5 мола кислород. След известно време системата достигна равновесие и измереният брой молове серен триоксид беше 4. Приблизителната стойност на равновесната константа е:
а) 0,53
б) 0,66
в) 0,75
г) 1,33
д) 2,33
Правилен отговор: Буква Г
Упражнението иска да се изчисли константата на равновесие по отношение на концентрацията на mol / L. За да се извърши това изчисление, трябва да използваме равновесни стойности за всеки участник в реакцията. Изразът на Kc представя резултата от умножаването на концентрациите на продуктите, разделено на произведението на концентрациите на реагентите:
Трябва да бъдем много внимателни, за да определим стойностите на всеки участник в баланса, тъй като упражнението не винаги ще предоставя тези данни, както е в случая в този пример. И така, трябва да следваме стъпките по-долу:
Етап 1: Съберете таблица с известни стойности.
Тъй като това е началото на реакцията, продуктът ще има концентрация, равна на нула. Тъй като равновесната стойност в продукта винаги е равна на сумата от началото и по време, стойността по време на реакцията ще бъде 4 mol / L.
Стъпка 2: Определете стойностите по време на реакцията.
За да се определят стойностите на реагентите по време на реакцията, е достатъчно да се свърже известната стойност за продукта със стойностите на реагентите, като се използва стехиометричното съотношение. Имаме 4 mol / L SO3 по време на реакцията за съотношението 2 в баланса. Като делът на ОС2 също е 2, ще имаме 4mol / L по време на процеса. към О2, ще имаме само 2 mol / L, тъй като неговият стехиометричен коефициент е 1.
За финализиране на таблицата е достатъчно да извадите началната стойност от стойността по време, така че да определим равновесните стойности за реагентите.
Стъпка 3: Определете стойността на Kc.
За да определите стойността на Kc, просто използвайте стойностите, намерени в равновесието в израза по-долу:
2- Константа на равновесие по отношение на парциалното налягане
Пример: (SANTOS-SP) Спазвайте уравнението за равновесие по-долу:
Когато се достигне горното равновесие, налягането е 2 атм и има 50% NO2 в обем. Стойността на равновесната константа при парциални налягания (Kp) трябва да бъде:
а) 0,2
б) 0,25
в) 1
г) 0,5
д) 0,75
Правилен отговор: Буква В
Упражнението показва, че общото налягане в системата при равновесие е 2 атм и че има 50% (молна част) NO2. И така, първоначално трябва да определим парциалното налягане за всеки газ в равновесие, като умножим общото налягане по моларната фракция:
до НЕ2:
pNO2 = 0,5. 2
pNO2 = 1 атм
Към N2О4: тъй като в системата има само два газа, процентът на N2О4 също ще бъде 50%, за да се дадат общо 100%.
pN2О4 = 0,5. 2
pN2О4 = 1 атм
Константата на равновесие по отношение на парциалните налягания се изчислява чрез разделяне на резултата от умножаване на парциалното налягане на газообразните продукти с продукта на налягането на реагентите газообразен. В този случай изразът на Kp ще бъде:
3- Изместване на баланса
Пример: (PUCCAMP) Образуването на сталактити, отлагания на калциев карбонат, съществуващи в пещери в близост до райони, богати на варовик, може да бъде представено чрез следната обратима реакция:
Моля, спазвайте следните условия:
I. Постоянно изпаряване на водата
II. Студен и влажен въздушен поток
III. Повишаване на температурата в пещерата
IV. Намаляване на температурата в пещерата
Кое от тези условия благоприятства образуването на сталактити?
а) I и II
б) I и III
в) II и III
г) II и IV
д) III и IV
Правилен отговор: Буква Б
Сталактитите са структури, образувани от калциев карбонат (CaCO3). Изявлението поставя под въпрос кое от посочените условия благоприятства образуването на сталактити. Следователно това е упражнение за изместване на баланса, тъй като образуването на CaCO3 това се случва, когато балансът се измести към вашата посока (наляво).
I- Вярно, защото когато се изпари, количеството вода (присъстваща вляво от везната) намалява. Според принцип на Льо Шателие, когато концентрацията на участник намалява, балансът винаги се измества на тяхна страна.
II - Невярно, тъй като пещерите са студени и влажни места, така че директната реакция на образуването на сталактити е екзотермична. Ако тече студен, влажен въздух, който благоприятства екзотермичния процес и увеличава количеството вода, влезте в пещерата, реакцията ще бъде изместена в пряка посока, без да благоприятства образуването на сталактити.
III- Вярно е, тъй като пещерите са студени и влажни места и директната реакция е екзотермична, ако температурата в увеличаване на пещерата, реакцията ще бъде изместена в непряка посока (ендотермична), което ще благоприятства образуването на сталактити.
IV - Невярно, тъй като пещерите са студени и влажни места и директната реакция е екзотермична, ако температурата в пещерата намалява, реакцията ще бъде изместена в пряка посока (екзотермична), което няма да благоприятства образуването на сталактити.
Вижте също:Химичен баланс в пещерите
4- Йонизационна константа
Пример: (UECE) Концентрацията [H+] от разтвор 6 × 10-7 мол / литър киселина Н2S, с Ki йонизационна константа 10-7, това е същото като:
а) 5 × 10-7 мол / литър
б) 6 × 10-7 мол / литър
в) 3 × 10-6 мол / литър
г) 2 × 10-7 мол / литър
Правилен отговор: Буква Г
Тъй като имаме само една киселина или една основа, това е упражнение в йонизационна константа (Ки). Така че, за да разрешим този вид въпрос, трябва да знаем концентрациите на йоните и електролита (киселина или основа).
За да започнем да решаваме упражнение върху йонизационната константа, трябва да използваме уравнението за киселинна йонизация (в случая на упражнението H2S) или основата.
Не спирайте сега... Има още след рекламата;)
Според съставеното уравнение концентрацията на H+ е същото като HS- в равновесие поради стехиометричното съотношение. Тъй като не знаем тези стойности, ще използваме x и за двете концентрации.
Забележка: можем да използваме х за двете концентрации, защото имаме работа с продукта.
Етап 1: Сглобяване на израза Ки.
Събирането на израза на равновесната йонизационна константа следва същия принцип на константата по отношение на концентрацията в mol / L.
Стъпка 2: Използвайте стойностите, предоставени от упражнението в сглобения израз Ki.
Стъпка 3: Изчислете делта стойността.
Стъпка 4: Изчислете възможната стойност x за намерената делта.
За x1
Забележка: концентрацията не може да бъде отрицателна. Така че тази стойност не е валидна.
За x2
5- Законът за разреждане на Оствалд
Пример: (ITA) В 0,100 mol / L воден разтвор на монокарбонова киселина при 25 ° C киселината е 3,7% дисоциирана след достигане на равновесие. Проверете опцията, която съдържа правилната стойност за константата на дисоциация на тази киселина при тази температура.
а) 1.4
б) 1,4 × 10-3
в) 1,4 × 10-4
г) 3,7 × 10-2
д) 3,7 × 10-4
Правилен отговор: Буква В
През Законът на Оствалд за разреждане, изчисляваме йонизационната константа (Ki) на силен електролит (α е по-голяма от 5%), използвайки формулата:
За да изчислим йонизационната константа на слаб електролит (α е по-малко от 5%), използваме следната формула:
Упражнение по закона за разреждане на Оствалд се разпознава лесно, тъй като представлява концентрация в mol / L (в този случай 0,100 mol / L) на единичен електролит (монокарбоксилна киселина), процент на дисоциация (α = 3,7%) или константа на дисоциация или йонизация (Ки).
Тъй като киселината е слаба, така:
6- Химичен баланс, включващ pH и pOH
Пример: (PUC-MG) В три контейнера X, Y и Z се съдържат неизвестни основни разтвори с концентрация 0,1 mol / L. Чрез измерване на рН на трите разтвора с универсална индикаторна хартия се получават съответно следните стойности: рН = 8, рН = 10 и рН = 13. Поставете отметка на CORRECT:
а) Концентрацията на OH- на база Z е равно на 10-13 mol / L.
б) Kb от основа X е по-голяма от Kb от основа Y.
в) База Y провежда електрически ток по-добре от база Z.
г) База X е напълно йонизирана.
д) В бутилка Z се съдържа силна основа.
Правилен отговор: Буква д
За да започнете да решавате това упражнение, е необходимо да запомните някои важни моменти:
Първо: pH + pOH = 14
Второ: колкото по-високо е рН спрямо стойността 7, толкова по-основно ще бъде разтворът. Колкото по-основен е разтворът, толкова по-голяма е концентрацията на хидроксидни аниони [OH-].
Трето: [ОХ-] = 10-pOH
Стая: колкото по-малък е pOH, толкова по-голям е Kb, тоест толкова по-йонизирана или дисоциирана ще бъде основата.
Така че, въз основа на тези знания, просто следвайте стъпката по стъпка по-долу, за да разрешите проблема:
Етап 1: Определете pOH на всеки разтвор.
За решение X:
pH + pOH = 14
8 + pOH = 14
pOH = 14 - 8
pOH = 6
За решение Y:
pH + pOH = 14
10+ pOH = 14
pOH = 14 - 10
pOH = 4
За решение Z:
pH + pOH = 14
13 + pOH = 14
pOH = 14-13
pOH = 1
Стъпка 2: За да преценим алтернатива А, трябва да определим концентрацията на хидроксид за разтвор Z.
[о-] = 10-pOH
[о-] = 10-1 mol / L,
Скоро, алтернатива А е невярна.
Стъпка 3: Сравнете основата X Kb с основата Y.
Основата X Kb е по-малка от основата Y Kb, тъй като нейният pOH е по-голям. Скоро, алтернатива Б е невярна.
Стъпка 4: Свържете pOH със сила и дисоциация.
Провеждането на електрически ток се получава най-добре в разтвори, които имат силен електролит с по-висок pOH. Основата Y не провежда електрически ток по-добре от база Z, тъй като нейният pOH е по-нисък, така че се отделят по-малко йони. Така че алтернатива С е невярна.
Стъпка 5: Свържете pOH с дисоциация.
Колкото по-малък е рОН, толкова по-дисоциирана е основата. Тъй като разтворът с най-висок pOH е в контейнер X, той съдържа най-малко дисоциирания разтвор. Следователно, алтернатива D е невярна.
Вижте също: РН на устата и кариес
7- Буферен разтвор
Пример: (UFES) рН на човешката кръв се поддържа в тесни граници (7.35 - 7.45) от различни буферни системи. Посочете единствената алтернатива, която може да представлява една от тези буферни системи:
а) СН3COOH / NaCl
б) HCI / NaCl
в) Н3ПРАХ4 / NaNO3
г) KOH / KCl
д) Н2CO3 / NaHCO3
Отговорът на този въпрос е алтернатива Е, защото това е упражнение в буферен разтвор или буферна система. Това решение се отнася до химически баланс, образуван от смес от два разтвора: киселина (при упражнения, H2CO3) или слаба основа и сол, която има същия киселинен компонент (при упражнения, NaHCO3) или основата.
а- Невярно, защото това е смес, образувана от слаба киселина и сол, която няма киселинен компонент.
b- Невярно, защото е смес, образувана от силна киселина, тъй като HCl е една от трите силни хидрациди (другите са HBr и HI).
в- Невярно, защото това е смес, образувана от умерена киселина и сол, която няма киселинен компонент.
d- Невярно, защото това е смес, образувана от здрава основа (има елемент от семейството на алкалните метали).
Вижте също: Буферен разтвор в човешка кръв
От мен Диого Лопес Диас