Контрольна робота

Для наведеної реакції (таблиця 1.1):

1. Тепловий ефект ΔU та ΔH за с.у.

2. Визначити молярну та питому теплоємності речовини за с.у.

3. Розрахувати зміну теплоємності в результаті перебігу хімічної реакції за с.у. Визначити, як буде змінюватись тепловий ефект цієї реакції при підвищенні температури.

4. Розрахувати наближене значення ΔH при температурі Т.

5. Визначити зміну ентропії ΔЅ⁰ за с.у.

6. Визначити зміну ізобарно-ізотермічного ΔG⁰ та ізохорно-ізотермічного ΔF⁰ потенціалів за с.у. Визначити в якому напрямку за с.у. буде перебігати хімічна реакція.

7. Розрахувати наближене значення ΔG при температурі Т.

2. Хімічні рівноваги.

Задача 8.

Для хімічної реакції 2Ag_(кр.) + 2HCl_(г.) → 2AgCl_(кр.) + H_2(г.) розрахувати значення К_Р та К_С в системі СГС та СІ при стандартній температурі.

Рішення. Рівняння ізотерми хімічної реакції

аА + вВ → еЕ + fF

, (2.1)

де - нерівноважні парціальні тиски відповідних учасників процесу; К_Р – константа рівноваги реакції.

Якщо припустити, що всі парціальні тиски Р^/ = 1 атм, отримаємо:

(2.2)

Звідки

(2.3)

Значення К_Р, які отримані з величин ΔG⁰ реакції з рівняння (1.10), завжди виражені у атмосферах.

Одиниці виміру констант рівноваг.

	СГС	СІ
Кр
Кс

Позначимо: К_р ,

К_С , а

= К_р(1,013·10⁵)^Δn =К_с(1000)^Δn.

Δn – зміна кількості молів газоподібних речовин в результаті перебігу хімічної реакції.

Для наведеної в задачі реакції = - 28,48 .

.

Звідси .

В системі СІ

Зв’язок між К_Р та К_С виражається рівнянням:

(2.4)

Оскільки К_Р виражена у атм, значення R = 0,082 .

Звідси .

В системі СІ = К_с(1000) ^Δn =2,41·10⁶(1000)^-1= 2,41·10³ .

Задача 9.

Вкажіть, як можна вплинути зміною температури та тиску на рівноважний вихід продуктів реакції 2Ag_(кр.) + 2HCl_(г.) → 2AgCl_(кр.) + H_2(г.)

Рішення. Принцип Ле-Шатальє:

Якщо на систему, яка знаходиться в рівновазі чинити вплив зовні, то в системі будуть перебігати процеси, які протидіють цьому впливу.

Вплив температури ілюструє рівняння ізобари хімічної реакції:

, (2.4)

де - температурний коефіцієнт рівняння ізобари хімічної реакції;

ΔН – тепловий ефект хімічного процесу;

Т- температура.

Аналіз рівняння призводить до наступного висновку:

якщо реакція екзотермічна (ΔН < 0), < 0, то зі збільшенням температури К_Р зменшується і рівновага зсувається ліворуч;

якщо реакція ендотермічна (ΔН > 0), >, то зі збільшенням температури К_Р збільшується і рівновага зсувається праворуч.

Отже для наведеної в прикладі реакції = - 68,94 , тобто ΔН < 0. Це означає, що з підвищенням температури константа рівноваги буде зменшуватись, а рівновага зсуватися ліворуч.

Вплив тиску.

Тиск не впливає на величину константи рівноваги. Тиск може лише впливати на положення рівноваги, а напрямок зсуву рівноваги визначається принципом Ле-Шатальє.

Якщо

Δn_х.р.> 0, то при підвищенні тиску рівновага буде зсуватися ліворуч,

Δn_х.р< 0, то при підвищенні тиску рівновага буде зсуватися праворуч,

Δn_х.р = 0, тиск не впливає на положення рівноваги.

Для наведеної в прикладі реакції Δn_х.р = - 1, тобто Δn_х.р< 0. Це означає, що при збільшенні тиску рівновага буде зсуватися праворуч.

Отже, щоб збільшити рівноважний вихід продуктів реакції потрібно зменшувати температуру, та збільшувати тиск.