U ovom ćete materijalu slijediti korak po korak rezolucije i obrazloženja za odgovore različitih vježbe na kemijskoj ravnoteži, koji pokrivaju nekoliko tema iz ove važne grane Fizikalne kemije.
1- Konstanta ravnoteže u smislu koncentracije u mol / L
Primjer: (PUC-RS) Ravnoteža koja je uključena u stvaranje kisele kiše predstavljena je jednadžbom:
U posudi od jedne litre pomiješano je 6 molova sumpornog dioksida i 5 mola kisika. Nakon nekog vremena, sustav je postigao ravnotežu, a izmjereni je broj molova sumpornog trioksida. Približna vrijednost konstante ravnoteže je:
a) 0,53
b) 0,66
c) 0,75
d) 1,33
e) 2,33
Točan odgovor: Slovo D
Vježba traži izračun konstante ravnoteže u smislu koncentracije mol / L. Da bi se ovaj izračun mogao provesti, moramo koristiti ravnotežne vrijednosti za svakog sudionika u reakciji. Izraz Kc predstavlja rezultat množenja koncentracija proizvoda podijeljenih s umnoškom koncentracija reagenasa:
Moramo biti vrlo oprezni kako bismo odredili vrijednosti svakog sudionika u ravnoteži, jer vježba neće uvijek pružiti ove podatke, kao što je slučaj u ovom primjeru. Dakle, moramo slijediti korake u nastavku:
Korak 1: Sastavite tablicu s poznatim vrijednostima.
Kako je ovo početak reakcije, proizvod će imati koncentraciju jednaku nuli. Kako je ravnotežna vrijednost u proizvodu uvijek jednaka zbroju početka i tijekom, vrijednost tijekom reakcije bit će 4 mol / L.
Korak 2: Odredite vrijednosti tijekom reakcije.
Da bi se odredile vrijednosti reagensa tijekom reakcije, dovoljno je povezati poznatu vrijednost proizvoda s vrijednostima reagenasa koristeći stehiometrijski omjer. Imamo 4 mol / L SO3 tijekom reakcije za omjer 2 u vagi. Kao udio OS-a2 je također 2, imat ćemo 4 mol / l tijekom procesa. do O2, imat ćemo samo 2 mol / L, jer je njegov stehiometrijski koeficijent 1.
Za finaliziranje tablice dovoljno je početnu vrijednost oduzeti vrijednosti tijekom, tako da ćemo odrediti ravnotežne vrijednosti reaktanata.
3. korak: Odredite vrijednost Kc.
Da biste odredili vrijednost Kc, samo upotrijebite vrijednosti pronađene u ravnoteži u donjem izrazu:
2- Konstanta ravnoteže u smislu parcijalnog tlaka
Primjer: (SANTOS-SP) Pridržavajte se jednadžbe ravnoteže u nastavku:
Kada se postigne gornja ravnoteža, tlak je 2 atm i 50% NO2 u volumenu. Vrijednost konstante ravnoteže u parcijalnim tlakovima (Kp) trebala bi biti:
a) 0,2
b) 0,25
c) 1
d) 0,5
e) 0,75
Točan odgovor: Slovo C
Vježba pokazuje da je ukupni sistemski tlak u ravnoteži 2 atm i da postoji 50% (molarni udio) NO2. Dakle, u početku moramo odrediti parcijalni tlak za svaki plin u ravnoteži množenjem ukupnog tlaka s molarnom frakcijom:
do NE2:
pNO2 = 0,5. 2
pNO2 = 1 atm
Prema N2O4: budući da u sustavu postoje samo dva plina, postotak N2O4 također će biti 50% da rezultira ukupno 100%.
pN2O4 = 0,5. 2
pN2O4 = 1 atm
Konstanta ravnoteže, u smislu parcijalnih pritisaka, izračunava se dijeljenjem rezultata umnožavanje parcijalnih tlakova plinovitih proizvoda s produktom tlaka reagensa plinovit. U ovom slučaju izraz Kp bit će:
3- Pomak ravnoteže
Primjer: (PUCCAMP) Stvaranje stalaktita, naslaga kalcijevog karbonata u špiljama u blizini regija bogatih vapnencima, može se predstaviti sljedećom reverzibilnom reakcijom:
Molimo pridržavajte se sljedećih uvjeta:
Ja Stalno isparavanje vode
II. Hladna i vlažna struja zraka
III. Porast temperature u špilji
IV. Snižavanje temperature unutar špilje
Koji od ovih uvjeta pogoduju stvaranju stalaktita?
a) I i II
b) I i III
c) II i III
d) II i IV
e) III i IV
Točan odgovor: Slovo B
Stalaktiti su strukture nastale kalcijevim karbonatom (CaCO3). Izjava dovodi u pitanje koji od naznačenih uvjeta pogoduje stvaranju stalaktita. To je, dakle, vježba o pomak ravnoteže, od formiranja CaCO3 događa se kada se ravnoteža pomakne prema vašem smjeru (ulijevo).
I- Istina, jer kad isparava, količina vode (prisutna lijevo od vage) opada. Prema princip Le Chateliera, kada se koncentracija sudionika smanji, ravnoteža se uvijek pomakne na njihovu stranu.
II- Netačno, budući da su špilje hladna i vlažna mjesta, pa je izravna reakcija stvaranja stalaktita egzotermna. Ako struja hladnog, vlažnog zraka, koja pogoduje egzotermnom procesu i povećava količinu vode, ulaskom u špilju reakcija će se preusmjeriti u izravnom smjeru, ne pogodujući nastanku stalaktiti.
III- Istina, kako su špilje hladna i vlažna mjesta, a izravna reakcija je egzotermna, ako temperatura u povećanje špilje, reakcija će biti pomaknuta u neizravnom smjeru (endotermno), što će pogodovati nastanku stalaktiti.
IV- Lažno, jer su špilje hladna i vlažna mjesta, a izravna reakcija je egzotermna, ako temperatura u špilja smanjuje, reakcija će se pomaknuti u izravnom smjeru (egzotermno), što neće pogodovati nastanku stalaktiti.
Pogledajte i:Kemijska ravnoteža u špiljama
4- Konstanta jonizacije
Primjer: (UECE) Koncentracija [H+] otopine 6 × 10-7 mol / litra kiseline H2S, s Ki ionizacijskom konstantom od 10-7, to je isto kao:
a) 5 × 10-7 mols / litra
b) 6 × 10-7 mols / litra
c) 3 × 10-6 mols / litra
d) 2 × 10-7 mols / litra
Točan odgovor: Slovo D
Budući da imamo samo jednu kiselinu ili jednu bazu, ovo je vježba u konstanta ionizacije (Ki). Dakle, da bismo riješili ovu vrstu pitanja, moramo znati koncentracije iona i elektrolita (kiseline ili baze).
Da bismo započeli s rješavanjem vježbe na ionizacijskoj konstanti, moramo upotrijebiti jednadžbu kisele ionizacije (u slučaju vježbe H2S) ili baza.
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
Prema sastavljenoj jednadžbi koncentracija H+ je isto što i HS- u ravnoteži zbog stehiometrijskog udjela. Kako ne poznajemo ove vrijednosti, koristit ćemo x za obje koncentracije.
Napomena: x možemo koristiti za obje koncentracije jer imamo posla s proizvodom.
Korak 1: Sastavljanje izraza Ki.
Sastavljanje izraza konstante ravnotežne ionizacije slijedi isti princip konstante u smislu koncentracije u mol / L.
Korak 2: Upotrijebite vrijednosti pružene vježbom u okupljenom izrazu Ki.
Korak 3: Izračunajte delta vrijednost.
4. korak: Izračunajte moguću vrijednost x za pronađenu deltu.
Za x1
Napomena: koncentracija ne može biti negativna. Dakle, ova vrijednost nije valjana.
Za x2
5- Ostwaldov zakon razrjeđenja
Primjer: (ITA) U 0,100 mol / L vodene otopine monokarbonske kiseline na 25 ° C, kiselina je disociirana 3,7% nakon postizanja ravnoteže. Označite opciju koja sadrži ispravnu vrijednost konstante disocijacije za ovu kiselinu pri ovoj temperaturi.
a) 1.4
b) 1,4 × 10-3
c) 1,4 × 10-4
d) 3,7 × 10-2
e) 3,7 × 10-4
Točan odgovor: Slovo C
Kroz Ostwaldov zakon razrjeđenja, izračunavamo konstantu ionizacije (Ki) jakog elektrolita (α veća od 5%) koristeći formulu:
Za izračunavanje konstante ionizacije slabog elektrolita (α je manje od 5%) koristimo sljedeću formulu:
Vježba na Ostwaldovom zakonu razrjeđenja lako se prepoznaje jer predstavlja koncentraciju u mol / L (u ovom slučaju 0,100 mol / L) jednog elektrolita (monokarboksilna kiselina), postotak disocijacije (α = 3,7%) ili konstanta disocijacije ili ionizacije (Ki).
Kako je kiselina slaba, stoga:
6- Kemijska ravnoteža koja uključuje pH i pOH
Primjer: (PUC-MG) U tri spremnika X, Y i Z nalaze se nepoznate osnovne otopine s koncentracijom od 0,1 mol / L. Mjerenjem pH tri otopine univerzalnim indikatorskim papirom dobivene su sljedeće vrijednosti: pH = 8, pH = 10 i pH = 13. Označite CORRECT izraz:
a) Koncentracija OH- baze Z jednako je 10-13 mol / L.
b) Kb iz baze X veći je od Kb iz baze Y.
c) Baza Y provodi električnu struju bolje od baze Z.
d) Baza X je potpuno ionizirana.
e) U boci Z sadržana je jaka baza.
Točan odgovor: Slovo e
Da biste započeli s rješavanjem ove vježbe, potrebno je zapamtiti neke važne točke:
Prvi: pH + pOH = 14
Drugi: što je pH veći u odnosu na vrijednost 7, to će otopina biti bazičnija. Što je otopina bazičnija, to je veća koncentracija hidroksidnih aniona [OH-].
Treći: [OH-] = 10-pOH
Soba: što je manji pOH, to je veći Kb, odnosno baza će biti više ionizirana ili disocirana.
Dakle, na temelju ovog znanja, samo slijedite donji korak po korak da biste riješili problem:
Korak 1: Odredite pOH svake otopine.
Za rješenje X:
pH + pOH = 14
8 + pOH = 14
pOH = 14 - 8
pOH = 6
Za rješenje Y:
pH + pOH = 14
10+ pOH = 14
pOH = 14 - 10
pOH = 4
Za rješenje Z:
pH + pOH = 14
13 + pOH = 14
pOH = 14 - 13
pOH = 1
Korak 2: Da bismo prosudili alternativu A, moramo odrediti koncentraciju hidroksida za otopinu Z.
[Oh-] = 10-pOH
[Oh-] = 10-1 mol / L,
Uskoro, alternativa A je lažna.
Korak 3: Usporedite bazu X Kb s bazom Y.
Baza X Kb manja je od baze Y Kb jer je njezin pOH veći. Uskoro, alternativa B je lažna.
4. korak: Povezati pOH sa snagom i disocijacijom.
Provođenje električne struje najbolje se javlja u otopinama koje imaju jak elektrolit s višim pOH. Baza Y ne provodi električnu struju bolje od baze Z jer je njezin pOH niži, pa se oslobađa manje iona. Dakle, alternativa C je lažna.
Korak 5: Povezati pOH s disocijacijom.
Što je pOH manji, baza je više razdvojena. Kako se otopina s najviše pOH nalazi u spremniku X, ona sadrži najmanje disociranu otopinu. Stoga je alternativa D je lažna.
Pogledajte i: PH vrijednosti usta i karijesa
7- Puferska otopina
Primjer: (UFES) Različiti puferski sustavi održavaju pH ljudske krvi u uskom rasponu (7,35 - 7,45). Istaknite jedinu alternativu koja može predstavljati jedan od ovih međuspremnika:
a) CH3COOH / NaCl
b) HCl / NaCl
CH3PRAH4 / NaNO3
d) KOH / KCl
Eh2CO3 / NaHCO3
Odgovor na ovo pitanje je alternativa E, jer je ovo vježba u puferska otopina ili međuspremnik. Ova otopina odnosi se na kemijsku ravnotežu nastalu smjesom dviju otopina: kiseline (u vježbi H2CO3) ili slaba baza i sol koja ima istu kiselinsku komponentu (u vježbi NaHCO3) ili baze.
a- Netačno, jer je to smjesa koju tvore slaba kiselina i sol koja nema kiselinsku komponentu.
b- Lažno, jer je smjesa koju tvori jaka kiselina, budući da je HCl jedna od tri jake hidracide (ostale su HBr i HI).
c- Lažno, jer je to smjesa koju tvore umjerena kiselina i sol koja nema kiselinsku komponentu.
d- Netačno, jer je to smjesa koju tvori jaka baza (ima element iz alkalne metale).
Pogledajte i: Puferska otopina u ljudskoj krvi
Ja, Diogo Lopes Dias
