Selles materjalis järgite samm-sammult erinevate lahenduste vastuseid ja põhjendusi keemilise tasakaalu harjutused, mis hõlmavad mitut teemat selles olulises füüsikalise keemia harus.
1 - tasakaalu konstant kontsentratsiooni järgi mol / l
Näide: (PUC-RS) Happevihma tekkimisega seotud tasakaalu esindab võrrand:
Ühes liitrises mahutis segati 6 mooli vääveldioksiidi ja 5 mooli hapnikku. Mõne aja pärast jõudis süsteem tasakaalu ja mõõdetud vääveltrioksiidi moolide arv oli 4. Tasakaalukonstandi ligikaudne väärtus on:
a) 0,53
b) 0,66
c) 0,75
d) 1.33
e) 2,33
Õige vastus: D-täht
Harjutuses palutakse arvutada tasakaalu konstant mol / L kontsentratsiooni järgi. Selle arvutuse teostamiseks peame kasutama iga reaktsioonis osaleja tasakaalu väärtusi. Kc avaldis annab tulemuse produktide kontsentratsioonide korrutamisel reagentide kontsentratsioonide korrutisega:
Iga bilansis oleva osaleja väärtuste määramiseks peame olema väga ettevaatlikud, kuna harjutus ei anna alati neid andmeid, nagu antud näites. Seega peame järgima alltoodud samme:
Samm 1: Pange kokku teadaolevate väärtustega tabel.
Kuna see on reaktsiooni algus, on toote kontsentratsioon võrdne nulliga. Kuna toote tasakaaluväärtus on alati võrdne alguse ja tekkimise summaga, on väärtus reaktsiooni ajal 4 mol / l.
2. samm: Määrake väärtused reaktsiooni ajal.
Reagentide väärtuste määramiseks reaktsiooni ajal piisab toote teadaoleva väärtuse ja stöhhiomeetrilise suhte abil reagentide väärtuste seostamisest. Meil on 4 mol / L SO3 reaktsiooni ajal bilansi osakaal 2. OS-i osakaaluna2 on ka 2, meil on protsessi käigus 4 mol / l. O-le2, on meil ainult 2 mol / l, kuna selle stöhhiomeetriline koefitsient on 1.
Tabeli lõplikuks vormistamiseks piisab algväärtuse lahutamisest ajalise väärtuse järgi, et saaksime määrata reaktantide tasakaalu väärtused.
3. samm: Määrake Kc väärtus.
Kc väärtuse määramiseks kasutage lihtsalt järgmises avaldises tasakaalus olevaid väärtusi:
2- Tasakaalukonstant osalise rõhu mõttes
Näide: (SANTOS-SP) Jälgige allpool toodud tasakaalu võrrandit:
Ülaltoodud tasakaalu saavutamisel on rõhk 2 atm ja NO on 50%2 mahus. Tasakaalukonstandi väärtus osalistes rõhkudes (Kp) peaks olema:
a) 0,2
b) 0,25
c) 1
d) 0,5
e) 0,75
Õige vastus: Täht C
Harjutus näitab, et süsteemi kogurõhk tasakaalus on 2 atm ja NO on 50% (moolosa)2. Niisiis peame esialgu kindlaks määrama iga tasakaalus oleva gaasi osarõhu, korrutades kogurõhu molaarfraktsiooniga:
kuni EI2:
pNO2 = 0,5. 2
pNO2 = 1 atm
N-le2O4: kuna süsteemis on ainult kaks gaasi, on N protsent2O4 samuti on 50%, et anda kokku 100%.
pN2O4 = 0,5. 2
pN2O4 = 1 atm
Tasakaalukonstant arvutatakse osaliste rõhkude osas, jagades tulemuse gaasiliste saaduste osaliste rõhkude korrutamine reagendi rõhkude korrutisega gaasiline. Sel juhul on Kp avaldis järgmine:
3- Tasakaalu nihe
Näide: (PUCCAMP) Lubjakivirikaste piirkondade lähedal asuvates koobastes esinevate stalaktiitide, kaltsiumkarbonaadi sadestuste moodustumist võib kujutada järgmise pöörduva reaktsioonina:
Palun järgige järgmisi tingimusi:
Mina Pidev vee aurustamine
II. Külm ja niiske õhuvool
III. Temperatuuri tõus koopa sees
IV. Temperatuuri langetamine koopa sees
Millised neist tingimustest soodustavad stalaktiitide teket?
a) I ja II
b) I ja III
c) II ja III
d) II ja IV
e) III ja IV
Õige vastus: Täht B
Stalaktiidid on kaltsiumkarbonaadi (CaCO3). Avalduses küsitakse, millised näidatud tingimustest soosivad stalaktiitide teket. Seetõttu on see harjutus umbes tasakaalu nihe, kuna CaCO moodustumine3 see tekib siis, kui tasakaal nihutatakse teie suuna suunas (vasakule).
I- tõsi, sest aurustumisel väheneb veehulk (kaalust vasakul). Vastavalt Le Chatelieri põhimõte, kui osaleja kontsentratsioon väheneb, nihkub tasakaal alati nende poole.
II - Vale, kuna koopad on külmad ja niisked kohad, on stalaktiitide moodustumise otsene reaktsioon eksotermiline. Kui külma, niiske õhuvool soodustab eksotermilist protsessi ja suurendab veekogust, siseneda koopasse, nihutatakse reaktsioon otseses suunas, mitte soosides selle moodustumist stalaktiidid.
III- Tõsi, kuna koopad on külmad ja niisked kohad ning otsene reaktsioon on eksotermiline, kui temperatuur on koopa suurenemine, nihutatakse reaktsioon kaudses suunas (endotermiline), mis soodustab stalaktiidid.
IV - Vale, kuna koopad on külmad ja niisked kohad ning otsene reaktsioon on eksotermiline, kui temperatuur koopa vähenemine, reaktsioon nihutatakse otseses suunas (eksotermiline), mis ei soosi selle teket stalaktiidid.
Vaadake ka:Keemiline tasakaal koobastes
4- Ionisatsioonikonstant
Näide: (UECE) Kontsentratsioon [H+] 6 × 10 lahust-7 mol / l happe H kohta2S, Ki ionisatsioonikonstandiga 10-7, see on sama mis:
a) 5 × 10-7 mol / liiter
b) 6 × 10-7 mol / liiter
c) 3 × 10-6 mol / liiter
d) 2 × 10-7 mol / liiter
Õige vastus: D-täht
Kuna meil on ainult üks hape või üks alus, on see umbes ionisatsioonikonstant (Ki). Niisiis, sedalaadi küsimuse lahendamiseks peame teadma ioonide ja elektrolüüdi (happe või aluse) kontsentratsioone.
Ionisatsioonikonstandi harjutuse lahendamise alustamiseks peame kasutama happeionisatsiooni võrrandit (harjutuse korral H2S) või alus.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Koondatud võrrandi järgi on H kontsentratsioon+ on sama mis HS- stöhhiomeetrilise proportsiooni tõttu tasakaalus. Kuna me neid väärtusi ei tea, kasutame x mõlema kontsentratsiooni korral.
Märkus. Mõlemal kontsentratsioonil võime kasutada x, kuna tegemist on tootega.
Samm 1: Ki avaldise kokkupanek.
Tasakaaluse ionisatsioonikonstandi avaldise koostamisel järgitakse sama konstandi põhimõtet kontsentratsiooni osas mol / l.
2. samm: Kasutage harjutuse pakutavaid väärtusi kokkupandud Ki avaldises.
3. samm: Arvutage delta väärtus.
4. samm: Arvutage leitud delta võimalik x väärtus.
X1 jaoks
Märkus: kontsentratsioon ei saa olla negatiivne. Nii et see väärtus ei kehti.
X2 jaoks
5- Ostwaldi lahjendusseadus
Näide: (ITA) Monokarboksüülhappe 0,100 mol / l vesilahuses temperatuuril 25 ° C dissotsieerub hape 3,7% pärast tasakaalu saavutamist. Kontrollige valikut, mis sisaldab selle happe dissotsiatsioonikonstandi õiget väärtust sellel temperatuuril.
a) 1.4
b) 1,4 × 10-3
c) 1,4 × 10-4
d) 3,7 × 10-2
e) 3,7 × 10-4
Õige vastus: Täht C
Läbi Ostwaldi lahjendusseadusarvutame tugeva elektrolüüdi (α on suurem kui 5%) ionisatsioonikonstant (Ki) järgmise valemi abil:
Nõrga elektrolüüdi (α on alla 5%) ionisatsioonikonstandi arvutamiseks kasutame järgmist valemit:
Ostwaldi lahjendusseaduse test on hõlpsasti äratuntav, kuna selle kontsentratsioon on mol / l (antud juhul 0,100 mol / l). ühe elektrolüüdi (monokarboksüülhape), dissotsiatsiooniprotsent (α = 3,7%) või dissotsiatsiooni- või ionisatsioonikonstant (Ki).
Kuna hape on nõrk, siis:
6 - pH ja pOH sisaldav keemiline tasakaal
Näide: (PUC-MG) Kolmes mahutis on X, Y ja Z tundmatud aluselised lahused kontsentratsiooniga 0,1 mol / L. Kolme lahuse pH mõõtmisega universaalse indikaatorpaberiga saadi vastavalt järgmised väärtused: pH = 8, pH = 10 ja pH = 13. Märkige lause ÕIGE:
a) OH kontsentratsioon- aluse Z võrdub 10-ga-13 mol / l.
b) Kb baasist X on suurem kui Kb alusest Y.
c) Alus Y juhib elektrivoolu paremini kui alus Z.
d) alus X on täielikult ioniseeritud.
e) Pudelis Z on tugev alus.
Õige vastus: Täht e
Selle harjutuse lahendamise alustamiseks on vaja meelde jätta mõned olulised punktid:
Esiteks: pH + pOH = 14
Teiseks: mida kõrgem on pH väärtus 7 suhtes, seda aluselisem on lahus. Mida aluselisem on lahus, seda suurem on hüdroksiidanioonide kontsentratsioon [OH-].
Kolmandaks: [OH-] = 10-OH
Tuba: mida väiksem on pOH, seda suurem on Kb, see on rohkem ioniseeritud või dissotsieerunud alus.
Niisiis, lähtudes nendest teadmistest, järgige probleemi lahendamiseks lihtsalt samm-sammult:
Samm 1: Määrake iga lahuse pOH.
Lahuse X korral:
pH + pOH = 14
8 + pOH = 14
pOH = 14-8
pOH = 6
Lahuse Y jaoks:
pH + pOH = 14
10+ pOH = 14
pOH = 14-10
pOH = 4
Lahuse Z jaoks:
pH + pOH = 14
13 + pOH = 14
pOH = 14-13
pOH = 1
2. samm: Alternatiivi A hindamiseks peame määrama lahuse Z hüdroksiidi kontsentratsiooni.
[oh-] = 10-OH
[oh-] = 10-1 mol / l,
Varsti alternatiiv A on vale.
3. samm: Võrrelge alust X Kb alusega Y.
Alus X Kb on väiksem kui alus Y Kb, kuna selle pOH on suurem. Varsti alternatiiv B on vale.
4. samm: Seostage pOH tugevuse ja dissotsiatsiooniga.
Elektrivoolu juhtivus toimub kõige paremini lahustes, millel on tugev elektrolüüt ja kõrgem pOH. Alus Y ei juhi elektrivoolu paremini kui alus Z, kuna selle pOH on madalam, mistõttu eraldub vähem ioone. Seega alternatiiv C on vale.
5. samm: Seostage pOH dissotsiatsiooniga.
Mida väiksem on pOH, seda rohkem dissotsieerub alus. Kuna kõrgeima pOH-ga lahus on mahutis X, sisaldab see kõige vähem dissotsieerunud lahust. Seetõttu on alternatiiv D on vale.
Vaadake ka: Suu ja hammaste lagunemise pH
7- Puhverlahus
Näide: (UFES) Erinevate puhvrisüsteemide abil hoitakse inimvere pH-d kitsas vahemikus (7,35–7,45). Too välja ainus alternatiiv, mis võib esindada ühte neist puhvrisüsteemidest:
a) CH3COOH / NaCl
b) HCl / NaCl
c) H3TOLM4 / NaNO3
d) KOH / KCl
e) H2CO3 / NaHCO3
Vastus sellele küsimusele on alternatiiv E, sest see on harjutus puhverlahus või puhvrisüsteem. See lahus viitab keemilisele tasakaalule, mis moodustub kahe lahuse segust: happest (treeningu ajal H2CO3) või nõrk alus ja sool, millel on sama happekomponent (treeningu ajal NaHCO3) või alus.
a- Vale, sest see on segu, mille moodustavad nõrk hape ja sool, millel puudub happekomponent.
b- Vale, kuna see on tugeva happe segu, kuna HCl on üks kolmest tugevast vesinikhappest (teised on HBr ja HI).
c- Vale, sest see on segu, mis on moodustatud mõõdukast happest ja soolast, millel puudub happeline komponent.
d- Vale, sest see on segu, mis on moodustatud tugevast alusest (sellel on leelismetallide perekonna element).
Vaadake ka: Puhverlahus inimveres
Minu poolt. Diogo Lopes Dias
