Приклади розв’язання задач. Приклад 1.Використовуючи значення ентальпільних та ентропільних факторів у стандартних умовах, визначити температуру

Приклад 1.Використовуючи значення ентальпільних та ентропільних факторів у стандартних умовах, визначити температуру, при якій наступає хімічна рівновага для реакції:

2 NO₂ ↔N₂O₄

Червоно-бурий прозорий

Розв’язок

Вираховуємо ∆H_x.p= (N₂O₄)-2 (NO₂);

∆H_x.p=(9650 – 2*33820)=-57990 Дж/моль

Визначемо ∆S_x.p=(304.01 – 2*240.15)=-176.35 Дж/моль*К

∆G=∆H-T∆S

∆G=-57990+298*176.35=-5437.5 Дж/моль

Отже, ∆G<0 і реакція відбувається в прямому напрямку. Рівновага встановиться при ∆G=0, тобто ∆N=T∆S при температурі

T=

Висновок: Треба збільшити температуру на 30 ⁰С (328-298), щоб енергія Гіббіса зменшилась на 5,44 кДж/моль. Реакція за таких умов досягає рівноваги. Збільшення температури приведе до утворення значно кількості NO₂(∆G>0) і реакція середовища змінить забарвлення.

Приклад 2. Обчислити, в скільки разів збільшиться швидкість реакції, що перебігає в газовій фазі при підвищенні температури від 20 до 60^оС, якщо температурний коефіцієнт дорівнює 3.

Розв’язання. Залежність швидкості хімічної реакції від температури визначають емпіричним правилом Вант-Гофа за формулою:

.

Підставляючи дані нашої задачі, одержуємо:

v(60) = v(20) × 3^(60-20):10 = v(20) × 3⁴ =81v(20).

Це означає, що швидкість визначеної реакції при 60^оС більше від швидкості цієї ж реакції при 20^оС у 81 раз.

Приклад 3. У скільки разів збільшаться швидкості прямої та зворотної реакцій у системі: 2NO(г) + О₂(г) Û 2NO₂(г), якщо об’єм газової суміші зменшити у два рази? У який бік зсунеться рівновага реакції?

Розв’язання. Відповідно до закону діючих мас швидкість реакції пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин. Швидкість прямої та зворотної реакцій до зміни об’єму становила:

v_прям. = k_прям.[NO]² × [O₂]; v_звор. = k_звор.[NO₂]²;

Після зменшення об’єму гомогенної системи в два рази концентрації кожної з реагуючих речовин збільшаться в два рази. При нових концентраціях швидкості прямої та зворотної реакцій:

v_прям.,1 = k_прям. (2[NO])² × 2[O₂] = 8k_прям.[NO]² × [O₂];

v_звор.,1 = k_звор.(2[NO₂])² = 4k_звор.[NO₂].

Звідси v_прям.,1/v_прям. = 8, а v_звор.,1/v_звор. = 4.

Отже, швидкість прямої реакції збільшилася у 8 разів, а швидкість зворотної реакції тільки в 4 рази. Таким чином, рівновага реакції зсунулася у бік утворення NO₂.

Завдання для самостійної роботи

Завдання 1.Використовуючи значення ентальпільних та ентропільних факторів у стандартних умовах, визначити температуру, при якій наступає хімічна рівновага для реакції.

Завдання 2. Обчислити, в скільки разів збільшиться швидкість реакції, що перебігає в газовій фазі при підвищенні температури від Т_min до Т_max ^оС, якщо температурний коефіцієнт дорівнює ɣ.

	Рівняння реакцыії	Тmin оС	Тmax оС	ɣ
	H2(г)+CO2(г)= CO(г)+ H2O(p)
	CaO(k)+ H2O(p)=Ca(OH)2(k)
	FeO(k)+ CO(г)=Fe(k)+CO2(г)
4.	4HCL(г)+ O2(г)↔2 H2O(г)+2 CL(г)
	С2O4+ H2O(n)= С2H5OH(г)
	CaC O3(k)→CaO(k)+CO2(г)
	N2(г)+ O2(г)=2NO(г)
	PCL3(г)+CL2(г)=PCL5(г)
	N2(г)+ 3H2(г)= 2NH3(г)
	Ti O2(k)+C(k)=Ti(k)+ CO2(г)
	CO(г)+2H2(г)↔C H2OH(p)
	CH4(г)+2O2(г)=CO2(г)+2H2O(p)
	2SO3(г)=2SO2+ O2(г)
	2NH3(г)→N2(г)+ H2(г)
	2CO2(г)+SO2(г)=S(k)+ 2CO2(г)
	Fe3O4(k)+CO(г)=3FeO(k)+CO2(г)
	СH4(г)+ CO2(г)=2 CO(г)+2H2(г)
	FeO(k)+ H2(г)= Fe(m)+ H2O(n)

ТЕМА 9. РОЗЧИНИ

Питання для самоперевірки

1. Дати визначення розчину.

2. Що таке концентрація розчину?

3. Способи визначення концентрації, розчинів формули, одиниці вимірювання?

4. У чому сутність правила змішування (правило христа) при приготуванні розчину проміжної концентрації з більш розведених та більш концентрованих розчинів ?

5. Яки фізичні та хімічні процеси відбуваються під час розчинення?

6. Яки існують способи приготування розчинів?

7. Що називають масовою часткою розчиненої речовини? За якою формулою її обчислюють?

8. Стандартні та стандартизовані розчини реагентів. Способи їх приготування.