I det här materialet följer du steg-för-steg-upplösningar och motiveringar för olika svar övningar om kemisk balans, som täcker flera ämnen i denna viktiga gren av fysikalisk kemi.
1- Jämviktskonstant i termer av koncentration i mol / L
Exempel: (PUC-RS) En jämvikt involverad i bildandet av surt regn representeras av ekvationen:
I en en liters behållare blandades 6 mol svaveldioxid och 5 mol syre. Efter en tid nådde systemet jämvikt och antalet mol svaveltrioxid uppmätt var 4. Det ungefärliga värdet för jämviktskonstanten är:
a) 0,53
b) 0,66
c) 0,75
d) 1,33
e) 2.33
Rätt svar: Bokstaven D
I övningen ber man att beräkna jämviktskonstanten i termer av mol / L-koncentration. För att denna beräkning ska kunna genomföras måste vi använda jämviktsvärden för varje deltagare i reaktionen. Uttrycket av Kc presenterar resultatet av att multiplicera koncentrationerna av produkterna dividerat med produkten av reagensens koncentrationer:
Vi måste vara mycket försiktiga med att bestämma värdena för varje deltagare i balansen, eftersom övningen inte alltid kommer att tillhandahålla dessa uppgifter, vilket är fallet i detta exempel. Så vi måste följa stegen nedan:
Steg 1: Montera en tabell med kända värden.
Eftersom detta är början på reaktionen kommer produkten att ha en koncentration lika med noll. Eftersom jämviktsvärdet i produkten alltid är lika med summan av början och under, kommer värdet under reaktionen att vara 4 mol / L.
Steg 2: Bestäm värdena under reaktionen.
För att bestämma reagensvärdena under reaktionen är det tillräckligt att relatera det kända värdet för produkten till reagensvärdena med hjälp av det stökiometriska förhållandet. Vi har 4 mol / l SO3 under reaktionen för andelen 2 i balansen. Som andelen av operativsystemet2 är också 2 kommer vi att ha 4 mol / l under processen. till O2kommer vi bara att ha 2 mol / L, eftersom dess stökiometriska koefficient är 1.
För att slutföra tabellen räcker det att subtrahera startvärdet med under-värdet, så att vi bestämmer jämviktsvärdena för reaktanterna.
Steg 3: Bestäm värdet på Kc.
För att bestämma värdet på Kc, använd bara de värden som finns i jämvikten i uttrycket nedan:
2- Jämviktskonstant när det gäller partiellt tryck
Exempel: (SANTOS-SP) Observera jämviktsekvationen nedan:
När ovanstående jämvikt uppnås är trycket 2 atm och det finns 50% NO2 i volym. Värdet på jämviktskonstanten i partiella tryck (Kp) ska vara:
a) 0,2
b) 0,25
c) 1
d) 0,5
e) 0,75
Rätt svar: Bokstaven C
Övningen indikerar att det totala systemtrycket vid jämvikt är 2 atm och att det finns 50% (molfraktion) av NO2. Så initialt måste vi bestämma partialtrycket för varje gas vid jämvikt genom att multiplicera det totala trycket med molfraktionen:
till NEJ2:
pNO2 = 0,5. 2
pNO2 = 1 atm
Att därefter2O4: eftersom det bara finns två gaser i systemet, procenten N2O4 det kommer också att vara 50% för att ge totalt 100%.
pN2O4 = 0,5. 2
pN2O4 = 1 atm
Jämviktskonstanten, i termer av partiella tryck, beräknas genom att dividera resultatet av multiplicering av partiella tryck av gasformiga produkter med produkten av reagenstryck gasformig. I det här fallet kommer uttrycket för Kp att vara:
3- Balansförskjutning
Exempel: (PUCCAMP) Bildandet av stalaktiter, kalciumkarbonatavlagringar som finns i grottor nära kalkstensrika områden, kan representeras av följande reversibla reaktion:
Följ följande villkor:
I. Konstant vattenindunstning
II. Kall och fuktig luftström
III. Temperaturhöjning inne i grottan
IV. Sänker temperaturen inne i grottan
Vilka av dessa tillstånd gynnar bildandet av stalaktiter?
a) I och II
b) I och III
c) II och III
d) II och IV
e) III och IV
Rätt svar: Bokstaven B
Stalaktiter är strukturer bildade av kalciumkarbonat (CaCO3). Uttalandet ifrågasätter vilka av de angivna förhållandena som gynnar bildandet av stalaktiter. Det är därför en övning om balansförskjutning, eftersom bildandet av CaCO3 det inträffar när balansen flyttas mot din riktning (till vänster).
Jag är sant, för när det avdunstar minskar mängden vatten (närvarande till vänster om balansen). Enligt principen för Le Chatelier, när en deltagares koncentration minskar, flyttas balansen alltid till deras sida.
II- Falskt, eftersom grottorna är kalla och fuktiga platser, så den direkta reaktionen av bildandet av stalaktiter är exoterm. Om en ström av kall, fuktig luft, som gynnar den exoterma processen och ökar mängden vatten, in i grottan, kommer reaktionen att flyttas i direkt riktning, inte gynnar bildandet av stalaktiter.
III- Det är sant, eftersom grottor är kalla och fuktiga platser och den direkta reaktionen är exoterm, om temperaturen i grottökningen kommer reaktionen att förskjutas i den indirekta riktningen (endoterm), vilket gynnar bildandet av stalaktiter.
IV- Falskt, eftersom grottorna är kalla och fuktiga platser och den direkta reaktionen är exoterm, om temperaturen i grottan minskar, kommer reaktionen att flyttas i direkt riktning (exoterm), vilket inte gynnar bildandet av stalaktiter.
Se också:Kemisk balans i grottor
4- Joniseringskonstant
Exempel: (UECE) Koncentrationen [H+] av en 6 × 10-lösning-7 mol / liter syra H2S, med en Ki-joniseringskonstant på 10-7, det är samma som:
a) 5 × 10-7 mol / liter
b) 6 × 10-7 mol / liter
c) 3 × 10-6 mol / liter
d) 2 × 10-7 mol / liter
Rätt svar: Bokstaven D
Eftersom vi bara har en syra eller en bas är detta en övning i joniseringskonstant (Ki). Så för att lösa denna typ av frågor måste vi känna till koncentrationerna av jonerna och elektrolyten (syra eller bas).
För att börja lösa en övning på joniseringskonstanten måste vi använda syrajoniseringsekvationen (i fallet med övningen, H2S) eller basen.
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
Enligt den sammansatta ekvationen koncentrationen av H+ är samma som HS- i jämvikt på grund av den stökiometriska proportionen. Eftersom vi inte känner till dessa värden, vi använder x för båda koncentrationerna.
Obs: vi kan använda x för båda koncentrationerna eftersom vi har att göra med produkten.
Steg 1: Montering av Ki-uttrycket.
Sammanställningen av uttrycket av joniseringens jämviktskonstant följer samma princip för konstanten när det gäller koncentrationen i mol / L.
Steg 2: Använd värdena i övningen i det sammansatta Ki-uttrycket.
Steg 3: Beräkna deltavärdet.
Steg 4: Beräkna det möjliga x-värdet för det hittade deltaet.
För x1
Obs: koncentrationen kan inte vara negativ. Så detta värde är inte giltigt.
För x2
5- Ostwalds utspädningslag
Exempel: (ITA) I en 0,100 mol / l vattenlösning av en monokarboxylsyra vid 25 ° C är syran 3,7% dissocierad efter att jämvikt har uppnåtts. Kontrollera alternativet som innehåller rätt värde för denna syras dissociationskonstant vid denna temperatur.
a) 1.4
b) 1,4 × 10-3
c) 1,4 × 10-4
d) 3,7 × 10-2
e) 3,7 × 10-4
Rätt svar: Bokstaven C
Genom Ostwalds utspädningslag, beräknar vi joniseringskonstanten (Ki) för en stark elektrolyt (α är större än 5%) med formeln:
För att beräkna joniseringskonstanten för en svag elektrolyt (α är mindre än 5%) använder vi följande formel:
En övning på Ostwalds utspädningslag är lätt att känna igen eftersom den uppvisar en koncentration i mol / L (i detta fall 0,100 mol / L) av en enda elektrolyt (monokarboxylsyra), en dissociationsprocent (a = 3,7%) eller dissociations- eller joniseringskonstanten (Ki).
Eftersom syran är svag, så:
6- Kemisk balans med pH och pOH
Exempel: (PUC-MG) I tre behållare finns X, Y och Z okända baslösningar med en koncentration av 0,1 mol / L. Genom att mäta pH för de tre lösningarna med universalindikatorpapper erhölls följande värden: pH = 8, pH = 10 och pH = 13. Kryssa för RÄTT uttalande:
a) Koncentrationen av OH- av bas Z är lika med 10-13 mol / L.
b) Kb från bas X är större än Kb från bas Y.
c) Bas Y leder elektrisk ström bättre än bas Z.
d) Bas X är helt joniserad.
e) I flaska Z finns en stark bas.
Rätt svar: Bokstaven e
För att börja lösa denna övning är det nödvändigt att komma ihåg några viktiga punkter:
Först: pH + pOH = 14
Andra: ju högre pH, i förhållande till värdet 7, desto mer grundläggande blir lösningen. Ju mer basisk lösningen är, desto större är koncentrationen av hydroxidanjoner [OH-].
Tredje: [OH-] = 10-pOH
Rum: ju mindre pOH, desto större Kb, det vill säga desto mer joniserad eller dissocierad kommer basen att vara.
Så, baserat på denna kunskap, följ bara steg för steg nedan för att lösa problemet:
Steg 1: Bestäm pOH för varje lösning.
För lösning X:
pH + pOH = 14
8 + pOH = 14
pOH = 14 - 8
pOH = 6
För lösning Y:
pH + pOH = 14
10+ pOH = 14
pOH = 14 - 10
pOH = 4
För lösning Z:
pH + pOH = 14
13 + pOH = 14
pOH = 14 - 13
pOH = 1
Steg 2: För att bedöma alternativ A måste vi bestämma hydroxidkoncentrationen för lösning Z.
[åh-] = 10-pOH
[åh-] = 10-1 mol / L,
Snart kommer den alternativ A är falskt.
Steg 3: Jämför bas X Kb med bas Y.
Basen X Kb är mindre än basen Y Kb eftersom dess pOH är större. Snart kommer den alternativ B är falskt.
Steg 4: Associera pOH med styrka och dissociation.
Ledningen av elektrisk ström förekommer bäst i lösningar som har en stark elektrolyt med högre pOH. Bas Y leder inte elektrisk ström bättre än bas Z eftersom dess pOH är lägre, så färre joner frigörs. Så, den alternativ C är falskt.
Steg 5: Relatera pOH med dissociation.
Ju mindre pOH desto mer distanserad bas. Eftersom lösningen med högsta pOH finns i behållare X innehåller den den minst dissocierade lösningen. Därför alternativ D är falskt.
Se också: PH i munnen och tandförfall
7- Buffertlösning
Exempel: (UFES) pH i humant blod hålls inom ett smalt område (7,35 - 7,45) av olika buffersystem. Peka på det enda alternativet som kan representera ett av dessa buffersystem:
a) CH3COOH / NaCl
b) HCl / NaCl
c) H3DAMM4 / NaNO3
d) KOH / KCl
e) H2CO3 / NaHCO3
Svaret på denna fråga är alternativ E, eftersom det här är en övning i buffert-lösning eller buffersystem. Denna lösning avser en kemisk balans bildad av en blandning av två lösningar: en syra (i träning är H2CO3) eller svag bas och ett salt som har samma syrakomponent (under träning, NaHCO3) eller basen.
a- Falskt, för det är en blandning bildad av en svag syra och ett salt som inte har någon syrakomponent.
b- Falskt, eftersom det är en blandning som bildas av en stark syra, eftersom HCl är en av de tre starka hydraiderna (de andra är HBr och HI).
c- Falskt, eftersom det är en blandning bildad av en måttlig syra och ett salt som inte har en syrakomponent.
d- Falskt, eftersom det är en blandning bildad av en stark bas (den har ett grundämne i alkalimetallfamiljen).
Se också: Buffertlösning i humant blod
Av mig Diogo Lopes Dias
