Tässä materiaalissa seuraat vaiheittaisia päätöslauselmia ja perusteluja eri vastauksille kemiallisen tasapainon harjoitukset, joka kattaa useita aiheita tällä tärkeällä fyysisen kemian alalla.
1 - Tasapainovakio konsentraation suhteen mol / l
Esimerkki: (PUC-RS) Happosateen muodostumiseen liittyvä tasapaino esitetään yhtälöllä:
Yhden litran astiassa sekoitettiin 6 moolia rikkidioksidia ja 5 moolia happea. Jonkin ajan kuluttua järjestelmä saavutti tasapainon, ja mitattu rikkitrioksidin moolimäärä oli 4. Tasapainovakion likimääräinen arvo on:
a) 0,53
b) 0,66
c) 0,75
d) 1.33
e) 2,33
Oikea vastaus: Kirjain D
Harjoituksessa pyydetään laskemaan tasapainovakio mol / L-konsentraationa. Tämän laskennan suorittamiseksi meidän on käytettävä tasapainoarvoja jokaiselle reaktion osallistujalle. Kc: n ilmaisu esittää tulon kertomalla tuotteiden pitoisuudet jaettuna reagenssien pitoisuuksien tulolla:
Meidän on oltava hyvin varovaisia määritettäessä jokaisen saldon osallistujan arvot, koska harjoitus ei aina anna näitä tietoja, kuten tässä esimerkissä. Joten meidän on noudatettava seuraavia vaiheita:
Vaihe 1: Kokoa taulukko tunnetuilla arvoilla.
Koska tämä on reaktion alku, tuotteen konsentraatio on nolla. Koska tuotteen tasapainoarvo on aina yhtä suuri kuin alkamisen ja alkamisen summa, arvo reaktion aikana on 4 mol / l.
Vaihe 2: Määritä arvot reaktion aikana.
Reagenssien arvojen määrittämiseksi reaktion aikana riittää, että tuotteen tiedossa oleva arvo suhteutetaan reagenssien arvoihin käyttäen stökiömetristä suhdetta. Meillä on 4 mol / l SO3 reaktion aikana tasapainossa oleva osuus 2. OS: n osuutena2 on myös 2, meillä on 4 mol / l prosessin aikana. O: lle2, meillä on vain 2 mol / L, koska sen stoikiometrinen kerroin on 1.
Taulukon viimeistelemiseksi riittää, että aloitusarvo vähennetään käyntiarvolla, jotta voimme määrittää reagenssien tasapainoarvot.
Vaihe 3: Määritä Kc: n arvo.
Käytä Kc: n arvon määrittämiseen vain alla olevan lausekkeen tasapainossa olevia arvoja:
2- Tasapainevakio osapaineessa
Esimerkki: (SANTOS-SP) Noudata alla olevaa tasapainoyhtälöä:
Kun yllä oleva tasapaino saavutetaan, paine on 2 atm ja NO: ta on 50%2 volyymissa. Tasapainevakion arvon osapaineissa (Kp) tulisi olla:
a) 0,2
b) 0,25
c) 1
d) 0,5
e) 0,75
Oikea vastaus: Kirjain C
Harjoitus osoittaa, että järjestelmän kokonaispaine tasapainossa on 2 atm ja että NO: ta on 50% (mooliosuus)2. Joten aluksi meidän on määritettävä jokaisen tasapainossa olevan kaasun osapaine kertomalla kokonaispaine moolijakeella:
kohtaan EI2:
pNO2 = 0,5. 2
pNO2 = 1 atm
Pohjoiseen2O4: koska järjestelmässä on vain kaksi kaasua, N: n prosenttiosuus2O4 se on myös 50%, jolloin saadaan yhteensä 100%.
pN2O4 = 0,5. 2
pN2O4 = 1 atm
Tasapainovakio osapaineina lasketaan jakamalla tulos kaasumaisten tuotteiden osapaineiden kertominen reagenssipaineiden tulolla kaasumainen. Tässä tapauksessa Kp: n ilmaisu on:
3- Tasapainon muutos
Esimerkki: (PUCCAMP) Stalktiittien eli kalsiumkarbonaattikerrostumien muodostumista luolissa lähellä kalkkikiveä sisältäviä alueita voidaan edustaa seuraavalla palautuvalla reaktiolla:
Noudata seuraavia ehtoja:
I. Jatkuva veden haihtuminen
II. Kylmä ja kostea ilmavirta
III. Lämpötilan nousu luolan sisällä
IV. Lämpötilan laskeminen luolan sisällä
Mitkä näistä olosuhteista suosivat tippukivien muodostumista?
a) I ja II
b) I ja III
c) II ja III
d) II ja IV
e) III ja IV
Oikea vastaus: Kirjain B
Stalaktiitit ovat kalsiumkarbonaatin (CaCO3). Lausunnassa kysytään, mitkä ilmoitetuista olosuhteista suosivat tippukivien muodostumista. Se on siis harjoitus noin tasapainon muutos, koska CaCO: n muodostuminen3 tapahtuu, kun tasapaino siirtyy suuntaasi kohti (vasemmalle).
I - Totta, koska kun se haihtuu, vesimäärät (läsnä vaa'an vasemmalla puolella) vähenevät. Mukaan Le Chatelier -periaate, kun osallistujan keskittyminen pienenee, tasapaino siirtyy aina heidän puolelleen.
II - Väärä, koska luolat ovat kylmiä ja kosteita paikkoja, joten tippukivipuiden muodostumisen suora reaktio on eksoterminen. Jos kylmän, kostean ilman virtaus, joka suosii eksotermistä prosessia ja lisää veden määrää, päästä luolaan, reaktio siirtyy suoraan suuntaan, ei suosi muodon tippukivipuikot.
III - Totta, koska luolat ovat kylmiä ja kosteita paikkoja ja suora reaktio on eksoterminen, jos lämpötila luolan kasvu, reaktio siirtyy epäsuoraan suuntaan (endoterminen), mikä suosii tippukivipuikot.
IV - Väärä, koska luolat ovat kylmiä ja kosteita paikkoja ja suora reaktio on eksoterminen, jos lämpötila luola pienenee, reaktio siirtyy suoraan suuntaan (eksoterminen), mikä ei suosi muodon muodostumista tippukivipuikot.
Katso myös:Kemiallinen tasapaino luolissa
4- Ionisointivakio
Esimerkki: (UECE) Pitoisuus [H+] 6 × 10-liuosta-7 mol / l happoa H2S, Ki-ionisaatiovakiona 10-7, se on sama kuin:
a) 5 × 10-7 moolia / litra
b) 6 × 10-7 moolia / litra
c) 3 × 10-6 moolia / litra
d) 2 × 10-7 moolia / litra
Oikea vastaus: Kirjain D
Koska meillä on vain yksi happo tai yksi emäs, tämä on harjoitus ionisaatiovakio (Ki). Joten tällaisen kysymyksen ratkaisemiseksi meidän on tiedettävä ionien ja elektrolyytin (happo tai emäs) pitoisuudet.
Aloittaaksemme ionisaatiovakion harjoituksen ratkaisemisen, meidän on käytettävä happoionisaatioyhtälöä (harjoituksen tapauksessa H2S) tai pohja.
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Yhdistetyn yhtälön mukaan H: n pitoisuus+ on sama kuin HS- tasapainossa stökiömetrisen osuuden vuoksi. Koska emme tiedä näitä arvoja, käytämme x: tä molemmille pitoisuuksille.
Huomaa: Voimme käyttää x: tä molempiin pitoisuuksiin, koska kyseessä on tuote.
Vaihe 1: Ki-lausekkeen kokoaminen.
Ionisointitasapainovakion ilmentymisen kokoonpano noudattaa samaa vakion periaatetta konsentraation suhteen mol / l.
Vaihe 2: Käytä harjoituksen antamia arvoja kootussa Ki-lausekkeessa.
Vaihe 3: Laske delta-arvo.
Vaihe 4: Laske löydetyn delta-arvon mahdollinen x-arvo.
X1: lle
Huomaa: pitoisuus ei voi olla negatiivinen. Joten tämä arvo ei ole kelvollinen.
X2: lle
5- Ostwaldin laimennuslaki
Esimerkki: (ITA) Monokarboksyylihapon 0,100 mol / l vesiliuoksessa 25 ° C: ssa happo dissosioituu tasapainon saavuttamisen jälkeen 3,7%. Tarkista vaihtoehto, joka sisältää oikean arvon tämän hapon dissosiaatiovakiolle tässä lämpötilassa.
a) 1.4
b) 1,4 × 10-3
c) 1,4 × 10-4
d) 3,7 × 10-2
e) 3,7 × 10-4
Oikea vastaus: Kirjain C
Kautta Ostwaldin laimennuslakilasketaan vahvan elektrolyytin (a on suurempi kuin 5%) ionisaatiovakio (Ki) kaavalla:
Heikon elektrolyytin (α on alle 5%) ionisointivakion laskemiseksi käytämme seuraavaa kaavaa:
Ostwaldin laimentumislakia koskeva harjoitus on helposti tunnistettavissa, koska sen pitoisuus on mol / l (tässä tapauksessa 0,100 mol / l). yksittäisen elektrolyytin (monokarboksyylihappo) dissosiaatioprosentti (α = 3,7%) tai dissosiaatio- tai ionisaatiovakio (Ki).
Koska happo on heikko, niin:
6 - Kemiallinen tasapaino, johon sisältyy pH ja pOH
Esimerkki: (PUC-MG) Kolmessa säiliössä X, Y ja Z sisältävät tuntemattomia emäksisiä liuoksia, joiden pitoisuus on 0,1 mol / l. Mittaamalla kolmen liuoksen pH universaalilla indikaattoripaperilla saatiin seuraavat arvot, vastaavasti: pH = 8, pH = 10 ja pH = 13. Valitse OIKEA-lause:
a) OH: n pitoisuus- emäksen Z on 10-13 mol / l.
b) Kb emäksestä X on suurempi kuin Kb emäksestä Y.
c) Kanta Y johtaa sähkövirtaa paremmin kuin kanta Z.
d) Emäs X on täysin ionisoitu.
e) Pullossa Z on vahva pohja.
Oikea vastaus: Kirjain e
Tämän tehtävän ratkaisemisen aloittamiseksi on muistettava joitain tärkeitä seikkoja:
Ensimmäinen: pH + pOH = 14
Toinen: mitä korkeampi pH suhteessa arvoon 7, sitä emäksisempi liuos on. Mitä emäksisempi liuos, sitä suurempi on hydroksidianionien pitoisuus [OH-].
Kolmas: [VAI NIIN-] = 10-OH
Huone: mitä pienempi pOH, sitä suurempi on Kb, sitä enemmän ionisoitunut tai dissosioitunut emäs on.
Joten tämän tiedon perusteella seuraa vain vaihe vaiheelta ongelman ratkaisemiseksi:
Vaihe 1: Määritä kunkin liuoksen pOH.
Ratkaisulle X:
pH + pOH = 14
8 + pOH = 14
pOH = 14-8
pOH = 6
Ratkaisulle Y:
pH + pOH = 14
10 + pOH = 14
pOH = 14-10
pOH = 4
Ratkaisulle Z:
pH + pOH = 14
13 + pOH = 14
pOH = 14 - 13
pOH = 1
Vaihe 2: Vaihtoehdon A arvioimiseksi meidän on määritettävä hydroksidipitoisuus liuokselle Z.
[vai niin-] = 10-OH
[vai niin-] = 10-1 mol / l,
Pian vaihtoehto A on väärä.
Vaihe 3: Vertaa jalustaa X Kb alustaan Y.
Emäs X Kb on pienempi kuin emäs Y Kb, koska sen pOH on suurempi. Pian vaihtoehto B on väärä.
Vaihe 4: Yhdistä pOH vahvuuteen ja dissosiaatioon.
Sähkövirran johtuminen tapahtuu parhaiten ratkaisuissa, joissa on vahva elektrolyytti ja korkeampi pOH. Pohja Y ei johda sähkövirtaa paremmin kuin emäs Z, koska sen pOH on pienempi, joten vähemmän ioneja vapautuu. Joten vaihtoehto C on väärä.
Vaihe 5: Liitä pOH dissosiaatioon.
Mitä pienempi pOH, sitä enemmän dissosiaatio emästä. Koska korkeimman pOH: n sisältävä liuos on säiliössä X, se sisältää vähiten dissosioituneen liuoksen. Siksi vaihtoehto D on väärä.
Katso myös: Suun ja hampaiden rappeutumisen pH
7 - Puskuriliuos
Esimerkki: (UFES) Ihmisveren pH pidetään kapealla alueella (7,35 - 7,45) erilaisilla puskurijärjestelmillä. Tuo esiin ainoa vaihtoehto, joka voi edustaa yhtä näistä puskurijärjestelmistä:
a) CH3COOH / NaCl
b) HCI / NaCl
c) H3PÖLY4 / NaNO3
d) KOH / KCl
e) H2CO3 / NaHCO3
Vastaus tähän kysymykseen on vaihtoehto E, koska tämä on harjoitus puskuriliuos tai puskurijärjestelmä. Tämä liuos viittaa kemialliseen tasapainoon, joka muodostuu kahden liuoksen seoksesta: haposta (harjoituksen aikana H2CO3) tai heikko emäs ja suola, jolla on sama happokomponentti (harjoituksessa NaHCO3) tai pohja.
a- väärä, koska se on heikon hapon ja suolan muodostama seos, jossa ei ole happokomponenttia.
b- väärä, koska se on vahvan hapon muodostama seos, koska HCI on yksi kolmesta vahvasta hydroksidista (muut ovat HBr ja HI).
c- väärä, koska se on kohtuullisen hapon ja suolan muodostama seos, jossa ei ole happokomponenttia.
d- väärä, koska se on vahvan emäksen muodostama seos (sillä on alkalimetalliperheen osa).
Katso myös: Puskuriliuos ihmisveressä
Minun luona. Diogo Lopes Dias
