In dit materiaal volgt u stapsgewijze resoluties en rechtvaardigingen voor de reacties van verschillende oefeningen op chemisch evenwicht, die verschillende onderwerpen in deze belangrijke tak van fysische chemie behandelen.
1- Evenwichtsconstante in termen van concentratie in mol/L
Voorbeeld: (PUC-RS) Een evenwicht dat betrokken is bij de vorming van zure regen wordt weergegeven door de vergelijking:
In een container van één liter werden 6 mol zwaveldioxide en 5 mol zuurstof gemengd. Na enige tijd bereikte het systeem evenwicht en het gemeten aantal mol zwaveltrioxide was 4. De geschatte waarde van de evenwichtsconstante is:
a) 0,53
b) 0,66
c) 0,75
d) 1.33
e) 2.33
Correct antwoord: Letter D
De oefening vraagt om de evenwichtsconstante te berekenen in termen van mol/L-concentratie. Om deze berekening uit te voeren, moeten we evenwichtswaarden gebruiken voor elke deelnemer aan de reactie. De uitdrukking van Kc geeft het resultaat weer van het vermenigvuldigen van de concentraties van de producten gedeeld door het product van de concentraties van de reagentia:
We moeten heel voorzichtig zijn om de waarden van elke deelnemer in de balans te bepalen, omdat de oefening deze gegevens niet altijd zal opleveren, zoals in dit voorbeeld het geval is. We moeten dus de onderstaande stappen volgen:
Stap 1: Stel een tabel samen met bekende waarden.
Omdat dit het begin van de reactie is, zal het product een concentratie hebben die gelijk is aan nul. Omdat de evenwichtswaarde in het product altijd gelijk is aan de som van begin en tijdens, zal de waarde tijdens de reactie 4 mol/L zijn.
Stap 2: Bepaal de waarden tijdens de reactie.
Om de waarden van de reagentia tijdens de reactie te bepalen, volstaat het om de bekende waarde voor het product te relateren aan de waarden van de reagentia met behulp van de stoichiometrische verhouding. We hebben 4 mol/L SO3 tijdens de reactie voor de verhouding 2 in de balans. Als het aandeel van het besturingssysteem2 is ook 2, we zullen tijdens het proces 4mol/L hebben. naar de O2, zullen we maar 2 mol/L hebben, omdat de stoichiometrische coëfficiënt 1 is.
Om de tabel af te ronden, volstaat het om de startwaarde af te trekken van de waarde tijdens, zodat we de evenwichtswaarden voor de reactanten zullen bepalen.
Stap 3: Bepaal de waarde van Kc.
Om de waarde van Kc te bepalen, gebruikt u gewoon de waarden in het evenwicht in de onderstaande uitdrukking:
2- Evenwichtsconstante in termen van partiële druk
Voorbeeld: (SANTOS-SP) Neem de onderstaande evenwichtsvergelijking in acht:
Wanneer de bovenstaande balans is bereikt, is de druk 2 atm en is er 50% NO2 qua volume. De waarde van de evenwichtsconstante in partiële drukken (Kp) moet zijn:
a) 0.2
b) 0.25
c) 1
d) 0,5
e) 0,75
Correct antwoord: Letter C
De oefening geeft aan dat de totale systeemdruk bij evenwicht 2 atm is en dat er 50% (molfractie) NO. is2. Dus in eerste instantie moeten we de partiële druk voor elk gas in evenwicht bepalen door de totale druk te vermenigvuldigen met de molaire fractie:
naar NEE2:
pNEE2 = 0,5. 2
pNEE2 = 1 atm
Tot dan2O4: aangezien er slechts twee gassen in het systeem zijn, is het percentage N2O4 het zal ook 50% zijn om te resulteren in een totaal van 100%.
pN2O4 = 0,5. 2
pN2O4 = 1 atm
De evenwichtsconstante, uitgedrukt in partiële drukken, wordt berekend door het resultaat van de te delen vermenigvuldiging van partiële drukken van gasvormige producten door het product van reagensdrukken gasvormig. In dit geval zal de uitdrukking van Kp zijn:
3- Balansverschuiving
Voorbeeld: (PUCCAMP) De vorming van stalactieten, calciumcarbonaatafzettingen in grotten in de buurt van kalksteenrijke gebieden, kan worden weergegeven door de volgende omkeerbare reactie:
Neem de volgende voorwaarden in acht:
IK. Constante waterverdamping
II. Koude en vochtige luchtstroom
III. Temperatuurstijging in de grot
IV. De temperatuur in de grot verlagen
Welke van deze omstandigheden bevordert de vorming van stalactieten?
a) I en II
b) I en III
c) II en III
d) II en IV
e) III en IV
Correct antwoord: Letter B
Stalactieten zijn structuren gevormd door calciumcarbonaat (CaCO3). De verklaring vraagt zich af welke van de aangegeven omstandigheden de vorming van stalactieten bevorderen. Het is dus een oefening over: evenwichtsverschuiving, omdat de vorming van CaCO3 treedt op wanneer de balans in uw richting (naar links) wordt verschoven.
I- Klopt, want als het verdampt, neemt de hoeveelheid water (aanwezig links van de balans) af. Volgens principe van Le Chatelier, wanneer de concentratie van een deelnemer afneemt, verschuift de balans altijd naar hun kant.
II- Niet waar, aangezien grotten koude en vochtige plaatsen zijn, is de directe reactie van de vorming van stalactieten exotherm. Als een stroom koude, vochtige lucht, die het exotherme proces bevordert en de hoeveelheid water verhoogt, de grot binnengaat, zal de reactie in de directe richting worden verschoven, waardoor de vorming van stalactieten.
III- Dat is waar, aangezien grotten koude en vochtige plaatsen zijn en de directe reactie exotherm is, als de temperatuur in de grot toeneemt, zal de reactie worden verplaatst in de indirecte richting (endotherm), wat de vorming van bevordert stalactieten.
IV- Niet waar, omdat grotten koude en vochtige plaatsen zijn en de directe reactie exotherm is, als de temperatuur in de grotafname, zal de reactie in de directe richting worden verschoven (exotherm), wat de vorming van stalactieten.
Zie ook:Chemische balans in grotten
4- Ionisatieconstante:
Voorbeeld: (UECE) De concentratie [H+] van een 6×10 oplossing-7 mol/liter zuur H2S, met een Ki-ionisatieconstante van 10-7, het is hetzelfde als:
a) 5×10-7 mol/liter
b) 6×10-7 mol/liter
c) 3×10-6 mol/liter
d) 2×10-7 mol/liter
Correct antwoord: Letter D
Aangezien we maar één zuur of één base hebben, is dit een oefening over: ionisatieconstante (Ki). Dus om dit soort vragen op te lossen, moeten we de concentraties van de ionen en de elektrolyt (zuur of base) kennen.
Om te beginnen met het oplossen van een oefening over de ionisatieconstante, moeten we de zuurionisatievergelijking gebruiken (in het geval van de oefening, H2S) of de basis.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Volgens de samengestelde vergelijking is de concentratie van H+ is hetzelfde als HS- in evenwicht vanwege de stoichiometrische verhouding. Omdat we deze waarden niet kennen, we zullen x. gebruiken voor beide concentraties.
Let op: we kunnen x voor beide concentraties gebruiken omdat we met het product te maken hebben.
Stap 1: Assembleren van de Ki-expressie.
De samenstelling van de uitdrukking van de evenwichtsionisatieconstante volgt hetzelfde principe van de constante in termen van concentratie in mol/L.
Stap 2: Gebruik de waarden die door de oefening worden geleverd in de samengestelde Ki-uitdrukking.
Stap 3: Bereken de deltawaarde.
Stap 4: Bereken de mogelijke x-waarde voor de gevonden delta.
Voor x1
Let op: de concentratie kan niet negatief zijn. Deze waarde is dus niet geldig.
Voor x2
5- De verdunningswet van Ostwald
Voorbeeld: (ITA) In een 0,100 mol/L waterige oplossing van een monocarbonzuur bij 25°C wordt het zuur 3,7% gedissocieerd nadat evenwicht is bereikt. Vink de optie aan die de juiste waarde bevat voor de dissociatieconstante van dit zuur bij deze temperatuur.
a) 1.4
b) 1.4×10-3
c) 1.4×10-4
d) 3.7×10-2
e) 3,7 × 10-4
Correct antwoord: Letter C
Door De verdunningswet van Ostwald, berekenen we de ionisatieconstante (Ki) van een sterke elektrolyt (α is groter dan 5%) met behulp van de formule:
Om de ionisatieconstante van een zwak elektrolyt (α is kleiner dan 5%) te berekenen, gebruiken we de volgende formule:
Een oefening op de verdunningswet van Ostwald is gemakkelijk te herkennen omdat het een concentratie in mol/L (in dit geval 0,100 mol/L) weergeeft van een enkele elektrolyt (monocarbonzuur), een dissociatiepercentage (α = 3,7%) of de dissociatie- of ionisatieconstante (Ki).
Omdat het zuur zwak is, geldt:
6- Chemische balans met pH en pOH
Voorbeeld: (PUC-MG) In drie containers X, Y en Z zitten onbekende basische oplossingen met een concentratie van 0,1 mol/L. Door de pH van de drie oplossingen te meten met universeel indicatorpapier, werden respectievelijk de volgende waarden verkregen: pH = 8, pH = 10 en pH = 13. Vink de JUISTE verklaring aan:
a) De concentratie van OH- van grondtal Z is gelijk aan 10-13 mol/L.
b) Kb van basis X is groter dan Kb van basis Y.
c) Basis Y geleidt elektrische stroom beter dan basis Z.
d) Base X is volledig geïoniseerd.
e) In fles Z zit een sterke basis.
Correct antwoord: Letter e
Om te beginnen met het oplossen van deze oefening, is het noodzakelijk om enkele belangrijke punten te onthouden:
Eerste: pH + pOH = 14
Tweede: hoe hoger de pH, in verhouding tot de waarde 7, hoe basischer de oplossing zal zijn. Hoe basischer de oplossing, hoe groter de concentratie van hydroxide-anionen [OH-].
Derde: [OH-] = 10-pOH
Kamer: hoe kleiner de pOH, hoe groter de Kb, dat wil zeggen, hoe meer geïoniseerd of gedissocieerd de base zal zijn.
Volg dus op basis van deze kennis de onderstaande stap voor stap om het probleem op te lossen:
Stap 1: Bepaal de pOH van elke oplossing.
Voor oplossing X:
pH + pOH = 14
8 + pOH = 14
pOH = 14 - 8
pOH = 6
Voor oplossing Y:
pH + pOH = 14
10+ pOH = 14
pOH = 14 - 10
pOH = 4
Voor oplossing Z:
pH + pOH = 14
13 + pOH = 14
pOH = 14 - 13
pOH = 1
Stap 2: Om alternatief A te beoordelen, moeten we de hydroxideconcentratie voor oplossing Z bepalen.
[Oh-] = 10-pOH
[Oh-] = 10-1 mol/L,
Binnenkort, de alternatief A is onwaar.
Stap 3: Vergelijk het grondtal X Kb met het grondtal Y.
De base X Kb is kleiner dan de base Y Kb omdat de pOH groter is. Binnenkort, de alternatief B is onwaar.
Stap 4: Associeer pOH met kracht en dissociatie.
De geleiding van elektrische stroom vindt het beste plaats in oplossingen met een sterke elektrolyt met een hogere pOH. Base Y geleidt elektrische stroom niet beter dan base Z omdat de pOH lager is, waardoor er minder ionen vrijkomen. Dus de alternatief C is onwaar.
Stap 5: Breng pOH in verband met dissociatie.
Hoe kleiner de pOH, hoe meer gedissocieerd de base. Omdat de oplossing met de hoogste pOH zich in container X bevindt, bevat deze de minst gedissocieerde oplossing. Daarom, de alternatief D is onwaar.
Zie ook: De pH van de mond en tandbederf
7- Bufferoplossing
Voorbeeld: (UFES) De pH van menselijk bloed wordt door verschillende buffersystemen binnen een nauw bereik (7,35 - 7,45) gehouden. Wijs op het enige alternatief dat een van deze buffersystemen kan vertegenwoordigen:
a) CH3COOH / NaCl
b) HCl / NaCl
c) H3STOF4 / NaNO3
d) KOH / KCl
e) H2CO3 / NaHCO3
Het antwoord op deze vraag is alternatief E, omdat dit een oefening is in buffer oplossing of buffersysteem. Deze oplossing verwijst naar een chemisch evenwicht gevormd door een mengsel van twee oplossingen: een zuur (in inspanning, de H2CO3) of zwakke base en een zout met dezelfde zuurcomponent (in inspanning, NaHCO3) of de basis.
a- Niet waar, omdat het een mengsel is dat wordt gevormd door een zwak zuur en een zout dat geen zuurbestanddeel heeft.
b- Niet waar, omdat het een mengsel is dat wordt gevormd door een sterk zuur, aangezien HCl een van de drie sterke hydraciden is (de andere zijn HBr en HI).
c- Niet waar, omdat het een mengsel is dat wordt gevormd door een matig zuur en een zout dat geen zuurbestanddeel heeft.
d- Niet waar, omdat het een mengsel is dat wordt gevormd door een sterke base (het heeft een element van de alkalimetaalfamilie).
Zie ook: Bufferoplossing in menselijk bloed
Door mij Diogo Lopes Dias
