• Nie Znaleziono Wyników

RÓWNOWAGA CHEMICZNA

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "RÓWNOWAGA CHEMICZNA"

Copied!
22
0
0

Pełen tekst

(1)

wykład 5

RÓWNOWAGA CHEMICZNA

(2)

wykład 5

Wszystkie reakcje chemicznej zmierzają do równowagi dynamicznej, czyli do stanu w którym obecne są zarówno substraty oraz produkty, nie wykazujące dalszej tendencji do wypadkowej zmiany. W niektórych przypadkach stężenie produktów w mieszaninie równowagowej jest na tyle duże w porównaniu ze tężeniem nieprzereagowanych substratów, że praktycznie reakcja zachodzi "całkowicie". Jednakże zdarza się, że mieszaninę równowagową charakteryzują zbliżone stężenia substratów i produktów.

𝐴 𝐵

(3)

wykład 5

Kierunek samorzutnych reakcji w stałej temperaturze i pod stałym ciśnieniem jest zgodny z obniżeniem entalpii swobodnej G

np. reakcje izomeryzacji

dn

A

=-d  dn

B

=+d 

 - postęp reakcji, ma wymiar ilości substancji; [mol]

𝐴 𝐵

(4)

wykład 5

oznaczenie pochodnej, a nie różnicy

(5)

wykład 5

𝐝𝐆 = 𝛍

𝐀

𝐝𝐧

𝐀

+ 𝛍

𝐁

𝐝𝐧

𝐁

= −𝛍

𝐀

𝐝𝛏 + 𝛍

𝐁

𝐝𝛏 =

= −𝛍

𝐀

+ 𝛍

𝐁

𝐝𝛏

dn

A

=-d dn

B

=+d

𝒅𝑮

𝒅𝝃 𝒑,𝑻=

−𝛍

𝐀

+ 𝛍

𝐁

𝒓

𝑮 = −𝛍

𝐀

+ 𝛍

𝐁

Różnica potencjałów chemicznych produktów i substratów dla danego składu mieszaniny reakcyjnej

Potencjały chemiczne zmieniają się ze składem

(6)

wykład 5

Potencjały chemiczne zmieniają się ze składem

𝒓

𝑮 = −𝛍

𝐀

+ 𝛍

𝐁

𝐴 𝐵

Kiedy samorzutna jest reakcja AB

a kiedy

B A ?

(7)

wykład 5

ENTALPIA SWOBODNA STANOWI KRYTERIUM SAMORZUTNOŚCI REAKCJI

𝒓

𝑮 < 𝟎, SAMORZUTNA JEST REAKCJA AB

𝒓

𝑮 > 𝟎 SAMORZUTNA JEST REAKCJA BA

𝒓

𝑮 = 𝟎 REAKCJA W STANIE RÓWNOWAGI

(8)

wykład 5

(9)

wykład 5

Równowaga dla gazu doskonałego.

𝒓 𝑮 = −𝛍 𝐀 + 𝛍 𝐁 = (𝛍 𝐁 + RTlnp B ) - (𝛍 𝐀 + RTlnp A ) = ∆ 𝒓 𝑮 + RTln ( 𝒑

𝑩

𝒑

𝑨

)

𝒓

𝑮= ∆

𝒓

𝑮

+ RTln Q

Q - postęp reakcji, 0=czysty składnik A,

∞ = czysty składnik B

(10)

wykład 5

𝒘 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒊𝒆 𝒓ó𝒘𝒏𝒐𝒘𝒂𝒈𝒊

𝒓

𝑮=0

−∆

𝒓

𝑮= RTln K

Powyższy związek jest szczególnym przypadkiem

jednego z najważniejszych równań termodynamiki

chemicznej. Stanowi on bowiem powiązanie wielkości

występujących w tabelach termodynamicznych z tak

ważną wielkością, jaką w chemii jest stała równowagi K.

(11)

wykład 5

∆mieszG = nRT(x

A

Inx

A

+x

B

Inx

B

)

(12)

wykład 5

(13)

wykład 5

(14)

wykład 5

Reakcja 2A + B = 3C + 2D przebiega w fazie gazowej. Zmieszano l mol A, 2 mole B i l mol D. Po ustaleniu się równowagi w temperaturze 25°C i pod ciśnieniem całkowitym 1 atm mieszanina zawierała 0,9 mola C. Obliczyć: a) ułamki molowe reagentów w stanie równowagi, b) stałą równowagi wyrażoną przez ułamki molowe, c) ciśnieniową stałą równowagi Kp, d) standardową entalpię reakcji ∆Go, e) entalpię reakcji ∆G.

(15)

wykład 5

(16)

wykład 5

(17)

wykład 5

Standardowa molowa entalpia swobodna tworzenia amoniaku NH3(g) w 298 K wynosi -16,45 kJ . mol. lle wynosi entalpia swobodna reakcji, gdy ciśnienia cząstkowe azotu, wodoru i amoniaku w mieszaninie reakcyjnej wynoszą odpowiednio 3 atm, 1 atm i 4 atm? Jaki jest kierunek reakcji samorzutnej w tym przypadku?

(18)

wykład 5

Ponieważ ∆G < 0, reakcja będzie zachodzić samorzutnie w kierunku tworzenia produktów.

(19)

wykład 5

Wiadomo, że równania stechiometryczne można mnożyć stronami przez dowolną

liczbę dodatnią. Obliczyć ciśnieniową stałą równowagi dla reakcji w temperaturze 298 K.

Porównać wyniki i sformułować wnioski.

Wartość stałej równowagi zależy od masy reagujących substancji, dlatego jeśli równanie reakcji R1 pomnożymy tronami przez dowolną liczbę wymierną a ≠ 0, otrzymując równanie reakcji R2, to Kp (R2) = [Kp(R1)]a .

(20)

Dysocjacja pary wodnej zachodzi zgodnie z reakcją (1). Wiedząc, że w temperaturze 2257 K i przy całkowitym ciśnieniu 1 atm równowagowy stopień dysocjacji wynosi 1,77%, obliczyć: stałą równowagi oraz standardową entalpię swobodną reakcji w temperaturze 2257 K.

wykład 5

(21)

wykład 5

(22)

Rozpuszczalność AgCl(s) w wodzie w 298 K wynosi 1,32.10-5 mol /kg.

Obliczyć rozpuszczalność chlorku srebra w wodnym roztworze KCl o stężeniu 0,1 mol/ kg, przyjmując, że średni współczynnik aktywności jonów w tym roztworze jest równy 0,769.

wykład 5

Cytaty

Powiązane dokumenty

Badanie przeprowadzone na 7 parach walutowych pozwoliło na pozytywną weryfikację hipotezy głoszącej, iż występuje dodatnia zależność monotoniczna pomiędzy

Można zatem przyjąć, że stężenie jonów octanowych w roztworze, będzie równe stężeniu soli, a stężenie niezdysocjowanego kwasu – stężeniu kwasu...

Przykład 2: Wyznaczenie zależności opisującej rozkład ciśnienia panującego w zbiorniku obracającym się ze stałą prędkością..

• stosuje się do wydzielania i rozdzielania składników na zasadzie ich zatrzymywania przez fazę stałą, którą stanowi syntetyczny sorbent polimerowy lub

• Oznaczanie składnika prowadzi się na podstawie pomiarów objętości roztworu, którym się miareczkuje (titrantu)?. • Składnik A oznacza się przez stopniowe dodawanie do

• Ze względu na właściwości adsorpcyjne osadu, do roztworu macierzystego dodaje się dużą ilość soli amonowych, przez co zwiększa się adsorpcję. jonów NH 4+ zamiast

Jaką drogę przebędzie on do chwili zatrzymania się, jeśli współczynnik tarcia krążka o lód wynosi f=0,1?.

e) Opracowanie literaturowe zagadnień związanych z syntezą i właściwościami wybranej substancji organicznej, wybór metody i przygotowanie przepisu umożliwiającego