ในเอกสารนี้ คุณจะปฏิบัติตามความละเอียดทีละขั้นตอนและเหตุผลสำหรับคำตอบต่างๆ การออกกำลังกายสมดุลเคมีซึ่งครอบคลุมหลายหัวข้อในสาขาวิชาเคมีเชิงกายภาพที่สำคัญนี้
1- ค่าคงที่สมดุลในแง่ของความเข้มข้นในหน่วย mol/L
ตัวอย่าง: (PUC-RS) สมดุลที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของฝนกรดแสดงโดยสมการ:
ในภาชนะขนาด 1 ลิตร ผสมซัลเฟอร์ไดออกไซด์ 6 โมลและออกซิเจน 5 โมล หลังจากนั้นไม่นาน ระบบก็เข้าสู่สมดุล และจำนวนโมลของซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ที่วัดได้คือ 4 ค่าโดยประมาณของค่าคงที่สมดุลคือ:
ก) 0.53
ข) 0.66
ค) 0.75
ง) 1.33
จ) 2.33
คำตอบที่ถูกต้อง: จดหมายD
แบบฝึกหัดขอให้คำนวณค่าคงที่สมดุลในแง่ของความเข้มข้นของโมล/ลิตร สำหรับการคำนวณนี้ เราต้องใช้ค่าสมดุลสำหรับผู้เข้าร่วมแต่ละคนในปฏิกิริยา การแสดงออกของ Kc แสดงผลของการคูณความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์หารด้วยผลคูณของความเข้มข้นของรีเอเจนต์:
เราต้องระวังให้มากในการกำหนดค่าของผู้เข้าร่วมแต่ละคนในยอดคงเหลือ เนื่องจากแบบฝึกหัดจะไม่ให้ข้อมูลเหล่านี้เสมอไป ดังเช่นในตัวอย่างนี้ ดังนั้น เราต้องทำตามขั้นตอนด้านล่าง:
ขั้นตอนที่ 1: ประกอบตารางที่มีค่าที่ทราบ
เนื่องจากเป็นจุดเริ่มต้นของปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์จะมีความเข้มข้นเท่ากับศูนย์ เนื่องจากค่าสมดุลในผลิตภัณฑ์จะเท่ากับผลรวมของการโจมตีและระหว่างเสมอ ค่าระหว่างปฏิกิริยาจะเป็น 4 โมล/ลิตร
ขั้นตอนที่ 2: กำหนดค่าระหว่างปฏิกิริยา
ในการกำหนดค่าของรีเอเจนต์ในระหว่างการทำปฏิกิริยา ก็เพียงพอที่จะเชื่อมโยงค่าที่ทราบของผลิตภัณฑ์กับค่าของรีเอเจนต์โดยใช้อัตราส่วนปริมาณสัมพันธ์ เรามี SO. 4 โมล/ลิตร3 ระหว่างทำปฏิกิริยาสำหรับสัดส่วน 2 ในสมดุล ตามสัดส่วน OS2 เป็น 2 เช่นกัน เราจะมี 4mol/L ในระหว่างกระบวนการ ถึง O2เราจะมีเพียง 2 โมล/ลิตร เนื่องจากสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ของมันคือ 1
ในการสรุปตาราง ก็เพียงพอที่จะลบค่าเริ่มต้นด้วยค่าระหว่าง เพื่อที่เราจะกำหนดค่าสมดุลของสารตั้งต้น
ขั้นตอนที่ 3: หาค่า Kc
ในการกำหนดค่า Kc ให้ใช้ค่าที่พบในสมดุลในนิพจน์ด้านล่าง:
2- ค่าคงที่สมดุลในแง่ของความดันบางส่วน
ตัวอย่าง: (SANTOS-SP) สังเกตสมการสมดุลด้านล่าง:
เมื่อถึงจุดสมดุลข้างต้น ความดัน 2 atm และมีค่า NO. 50%2 ในปริมาณ ค่าคงที่สมดุลในแรงดันบางส่วน (Kp) ควรเป็น:
ก) 0.2
ข) 0.25
ค) 1
ง) 0.5
จ) 0.75
คำตอบที่ถูกต้อง: จดหมาย C
แบบฝึกหัดระบุว่าความดันระบบทั้งหมดที่สมดุลคือ 2 atm และมี 50% (เศษโมล) ของ NO2. ดังนั้น ในขั้นแรก เราต้องกำหนดความดันบางส่วนของก๊าซแต่ละชนิดที่สภาวะสมดุลโดยการคูณแรงดันทั้งหมดด้วยเศษส่วนโมลาร์:
ถึง NO2:
pNO2 = 0,5. 2
pNO2 = 1 ตู้เอทีเอ็ม
ไปที่ N2โอ4: เนื่องจากมีเพียงสองก๊าซในระบบ เปอร์เซ็นต์ของ N2โอ4 นอกจากนี้ยังจะเป็น 50% เพื่อให้ได้ผลรวมเป็น 100%
pN2โอ4 = 0,5. 2
pN2โอ4 = 1 ตู้เอทีเอ็ม
ค่าคงที่สมดุลในแง่ของความดันบางส่วนคำนวณโดยการหารผลลัพธ์ของ การคูณแรงดันบางส่วนของผลิตภัณฑ์ก๊าซโดยผลคูณของแรงดันรีเอเจนต์ เป็นก๊าซ ในกรณีนี้ นิพจน์ของ Kp จะเป็น:
3- กะสมดุล
ตัวอย่าง: (PUCCAMP) การก่อตัวของหินงอกหินย้อย แคลเซียมคาร์บอเนตที่สะสมอยู่ในถ้ำใกล้กับบริเวณที่อุดมด้วยหินปูน สามารถแสดงได้โดยปฏิกิริยาย้อนกลับต่อไปนี้:
โปรดปฏิบัติตามเงื่อนไขต่อไปนี้:
ผม. การระเหยของน้ำอย่างต่อเนื่อง
ครั้งที่สอง กระแสลมเย็นชื้น
สาม. อุณหภูมิภายในถ้ำสูงขึ้น
IV. ลดอุณหภูมิภายในถ้ำ
เงื่อนไขใดต่อไปนี้สนับสนุนการก่อตัวของหินย้อย
ก) ฉันและII
ข) ฉันและ III
ค) II และ III
ง) II และ IV
จ) III และ IV
คำตอบที่ถูกต้อง: จดหมายข
หินย้อยเป็นโครงสร้างที่เกิดจากแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3). ถ้อยแถลงตั้งคำถามว่าเงื่อนไขใดชี้ให้เห็นถึงการก่อตัวของหินงอกหินย้อย จึงเป็นการออกกำลังกายเกี่ยวกับ การเปลี่ยนแปลงสมดุลเนื่องจากการก่อตัวของ CaCO3 มันเกิดขึ้นเมื่อสมดุลถูกเลื่อนไปทางของคุณ (ไปทางซ้าย)
ฉัน- จริง เพราะเมื่อมันระเหย ปริมาณน้ำ (อยู่ทางด้านซ้ายของเครื่องชั่ง) จะลดลง ตามที่ หลักการของ Le Chatelierเมื่อความเข้มข้นของผู้เข้าร่วมลดลง ความสมดุลจะเลื่อนไปด้านข้างเสมอ
II- ไม่ถูกต้อง เนื่องจากถ้ำเป็นสถานที่เย็นและชื้น ดังนั้นปฏิกิริยาโดยตรงของการก่อตัวของหินย้อยจึงเป็นแบบคายความร้อน หากกระแสอากาศเย็นชื้นซึ่งชอบกระบวนการคายความร้อนและเพิ่มปริมาณน้ำ เข้าไปในถ้ำ ปฏิกิริยาจะเคลื่อนไปในทิศทางตรง ไม่ชอบการก่อตัวของ หินย้อย
III- จริงอยู่ที่ถ้ำเป็นสถานที่เย็นและชื้นและปฏิกิริยาโดยตรงเป็นคายความร้อนหากอุณหภูมิใน ถ้ำเพิ่มขึ้นปฏิกิริยาจะถูกแทนที่ในทิศทางอ้อม (ดูดความร้อน) ซึ่งจะสนับสนุนการก่อตัวของ หินย้อย
IV- เท็จ เนื่องจากถ้ำเป็นสถานที่เย็นและชื้น และปฏิกิริยาโดยตรงจะเป็นแบบคายความร้อน หากอุณหภูมิใน ถ้ำลดลงปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปในทิศทางตรง (คายความร้อน) ซึ่งจะไม่สนับสนุนการก่อตัวของ หินย้อย
ดูด้วย:สมดุลเคมีในถ้ำ
4- ค่าคงที่ไอออไนซ์
ตัวอย่าง: (UECE) ความเข้มข้น [H+] ของโซลูชัน 6×10-7 โมล/ลิตรของกรด H2S โดยมีค่าคงที่ไอออไนเซชัน Ki เท่ากับ 10-7มันเหมือนกับ:
ก) 5×10-7 โมล/ลิตร
ข) 6×10-7 โมล/ลิตร
ค) 3×10-6 โมล/ลิตร
ง) 2×10-7 โมล/ลิตร
คำตอบที่ถูกต้อง: จดหมายD
เนื่องจากเรามีกรดหรือเบสเพียงตัวเดียว นี่คือการออกกำลังกายใน ค่าคงที่ไอออไนซ์ (กิ). ดังนั้น เพื่อแก้ปัญหาประเภทนี้ เราต้องรู้ความเข้มข้นของไอออนและอิเล็กโทรไลต์ (กรดหรือเบส)
ในการเริ่มแก้แบบฝึกหัดเรื่องค่าคงที่ไอออไนเซชัน เราต้องใช้สมการกรดไอออไนเซชัน (ในกรณีของแบบฝึกหัด H2S) หรือฐาน
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
จากสมการที่ประกอบขึ้น ความเข้มข้นของ H+ เหมือนกับHS- ในภาวะสมดุลเนื่องจากสัดส่วนปริมาณสัมพันธ์ เนื่องจากเราไม่ทราบค่าเหล่านี้ เราจะใช้ x สำหรับความเข้มข้นทั้งสอง
หมายเหตุ: เราสามารถใช้ x สำหรับความเข้มข้นทั้งสองได้ เนื่องจากเรากำลังจัดการกับผลิตภัณฑ์
ขั้นตอนที่ 1: การประกอบนิพจน์ Ki
การประกอบการแสดงออกของค่าคงที่อิออไนเซชันที่สมดุลเป็นไปตามหลักการเดียวกันของค่าคงที่ในแง่ของความเข้มข้นในหน่วย mol/L
ขั้นตอนที่ 2: ใช้ค่าที่ได้จากแบบฝึกหัดในนิพจน์ Ki ที่ประกอบแล้ว
ขั้นตอนที่ 3: คำนวณค่าเดลต้า
ขั้นตอนที่ 4: คำนวณค่า x ที่เป็นไปได้สำหรับเดลต้าที่พบ
สำหรับ x1
หมายเหตุ: ความเข้มข้นไม่สามารถเป็นลบได้ ดังนั้นค่านี้จึงไม่ถูกต้อง
สำหรับ x2
5- กฎการเจือจางของ Ostwald
ตัวอย่าง: (ITA) ในสารละลายน้ำ 0.100 โมล/ลิตรของกรดโมโนคาร์บอกซิลิกที่อุณหภูมิ 25°C กรดจะแยกตัวออก 3.7% หลังจากถึงสภาวะสมดุล ตรวจสอบตัวเลือกที่มีค่าที่ถูกต้องสำหรับค่าคงที่การแยกตัวของกรดนี้ที่อุณหภูมินี้
ก) 1.4
ข) 1.4×10-3
ค) 1.4×10-4
ง) 3.7×10-2
จ) 3.7×10-4
คำตอบที่ถูกต้อง: จดหมาย C
ผ่าน กฎการเจือจางของ Ostwaldเราคำนวณค่าคงที่ไอออไนเซชัน (Ki) ของอิเล็กโทรไลต์ที่แรง (α มากกว่า 5%) โดยใช้สูตร:
ในการคำนวณค่าคงที่ไอออไนเซชันของอิเล็กโทรไลต์อ่อน (α น้อยกว่า 5%) เราใช้สูตรต่อไปนี้:
การออกกำลังกายตามกฎการเจือจางของ Ostwald นั้นสามารถรับรู้ได้ง่ายเนื่องจากมีความเข้มข้นเป็น mol/L (ในกรณีนี้คือ 0.100 mol/L) ของอิเล็กโทรไลต์เดี่ยว (กรดโมโนคาร์บอกซิลิก) เปอร์เซ็นต์การแตกตัว (α = 3.7%) หรือค่าคงที่การแยกตัวหรือไอออไนเซชัน (กิ).
เนื่องจากกรดอ่อน ดังนั้น:
6- ความสมดุลทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับ pH และ pOH
ตัวอย่าง: (PUC-MG) ในภาชนะสามชนิด X, Y และ Z มีสารละลายพื้นฐานที่ไม่รู้จักที่มีความเข้มข้น 0.1 โมล/ลิตร โดยการวัดค่า pH ของสารละลายทั้งสามด้วยกระดาษตัวบ่งชี้สากล จะได้ค่าต่อไปนี้ตามลำดับ: pH = 8, pH = 10 และ pH = 13 ติ๊กคำสั่งที่ถูกต้อง:
ก) ความเข้มข้นของ OH- ของฐาน Z เท่ากับ 10-13 นางสาว.
b) Kb จากฐาน X มากกว่า Kb จากฐาน Y
c) ฐาน Y นำกระแสไฟฟ้าได้ดีกว่าฐาน Z
d) เบส X แตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์
e) ในขวด Z มีฐานที่แข็งแรง
คำตอบที่ถูกต้อง: จดหมาย e
ในการเริ่มแก้แบบฝึกหัดนี้ จำเป็นต้องจำประเด็นสำคัญบางประการ:
ก่อน: pH + pOH = 14
ที่สอง: ยิ่ง pH สูง สัมพันธ์กับค่า 7 สารละลายก็จะยิ่งเป็นพื้นฐานมากขึ้น ยิ่งสารละลายเป็นพื้นฐาน ความเข้มข้นของไฮดรอกไซด์แอนไอออนก็ยิ่งมากขึ้น-].
ที่สาม: [OH-] = 10-poOH
ห้อง: pOH ที่เล็กกว่า Kb ยิ่งมาก นั่นคือ เบสที่แตกตัวเป็นไอออนหรือแยกตัวออกก็จะยิ่งมากขึ้น
ตามความรู้นี้ เพียงทำตามขั้นตอนด้านล่างเพื่อแก้ไขปัญหา:
ขั้นตอนที่ 1: กำหนด pOH ของแต่ละสารละลาย
สำหรับโซลูชัน X:
pH + pOH = 14
8 + pOH = 14
pOH = 14 - 8
pOH = 6
สำหรับโซลูชัน Y:
pH + pOH = 14
10+ pOH = 14
pOH = 14 - 10
pOH = 4
สำหรับโซลูชัน Z:
pH + pOH = 14
13 + pOH = 14
pOH = 14 - 13
pOH = 1
ขั้นตอนที่ 2: ในการตัดสินทางเลือก A เราต้องกำหนดความเข้มข้นของไฮดรอกไซด์สำหรับสารละลาย Z
[โอ้-] = 10-poOH
[โอ้-] = 10-1 นางสาว,
ในไม่ช้า ทางเลือก A เป็นเท็จ
ขั้นตอนที่ 3: เปรียบเทียบฐาน X Kb กับฐาน Y
ฐาน X Kb นั้นเล็กกว่าฐาน Y Kb เนื่องจาก pOH ของมันใหญ่กว่า ในไม่ช้า ทางเลือก B เป็นเท็จ
ขั้นตอนที่ 4: เชื่อมโยง pOH กับความแรงและความแตกแยก
การนำกระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้นได้ดีที่สุดในสารละลายที่มีอิเล็กโทรไลต์ที่แรงและมี pOH สูงกว่า ฐาน Y ไม่นำกระแสไฟฟ้าได้ดีกว่าฐาน Z เนื่องจากมีค่า pOH ต่ำกว่า จึงมีการปล่อยไอออนน้อยลง ดังนั้น ทางเลือก C เป็นเท็จ
ขั้นตอนที่ 5: สัมพันธ์ pOH ด้วยความแตกแยก
pOH ที่เล็กกว่า ฐานก็จะยิ่งแยกจากกันมากขึ้น เนื่องจากสารละลายที่มีค่า pOH สูงสุดอยู่ในคอนเทนเนอร์ X จึงมีสารละลายที่แยกตัวน้อยที่สุด ดังนั้น ทางเลือก D เป็นเท็จ.
ดูด้วย: ค่า pH ของช่องปากและฟันผุ
7- สารละลายบัฟเฟอร์
ตัวอย่าง: (UFES) ค่า pH ของเลือดมนุษย์ถูกควบคุมให้อยู่ในช่วงแคบ (7.35 - 7.45) โดยระบบบัฟเฟอร์ที่แตกต่างกัน ชี้ให้เห็นทางเลือกเดียวที่สามารถเป็นตัวแทนของระบบบัฟเฟอร์เหล่านี้:
ก) CH3COOH / NaCl
ข) HCl / NaCl
ค) H3ฝุ่น4 / นาโน3
ง) เกาะ / KCl
จ) H2CO3 / NaHCO3
คำตอบสำหรับคำถามนี้คือทางเลือก E เพราะเป็นแบบฝึกหัดใน สารละลายบัฟเฟอร์ หรือระบบบัฟเฟอร์ สารละลายนี้หมายถึงความสมดุลทางเคมีที่เกิดจากส่วนผสมของสารละลายสองชนิด: กรด (ในการออกกำลังกาย H,2CO3) หรือเบสอ่อนและเกลือที่มีองค์ประกอบที่เป็นกรดเหมือนกัน (ในการออกกำลังกาย NaHCO3) หรือฐาน
ก- เท็จเพราะเป็นส่วนผสมที่เกิดจากกรดอ่อนและเกลือที่ไม่มีส่วนประกอบของกรด
b- เท็จ เนื่องจากเป็นส่วนผสมที่เกิดจากกรดแก่ เนื่องจาก HCl เป็นหนึ่งในสามของไฮดรอกไซด์ที่แรง (ส่วนอื่นๆ คือ HBr และ HI)
ค- เท็จเพราะเป็นส่วนผสมที่เกิดจากกรดปานกลางและเกลือที่ไม่มีส่วนประกอบของกรด
ง- เท็จเพราะเป็นส่วนผสมที่เกิดขึ้นจากฐานที่แข็งแรง (มีองค์ประกอบของตระกูลโลหะอัลคาไล)
ดูด้วย: สารละลายบัฟเฟอร์ในเลือดมนุษย์
By Me. Diogo Lopes Dias
