61.Выражение константы равновесия через равновесные концентрации реагирующих веществ.Каков физический смысл константы равновесия.

Количественной характеристикой химического равновесия является константа равновесия, которая может быть выражена через равновесные концентрации С_i, парциальные давления р_iили мольные доли X_i реагирующих веществ. Для некоторой реакции

aA + bВ = cC + dD

соответствующие константы равновесия выражаются следующим образом:

 

Физический смысл этого принципа заключается в том, что в состоянии термодинамического равновесия сбалансирована каждая реакция в отдельности. Не может быть равновесной ситуации, при которой реакция по одному пути идет преимущественно в одном направлении, а по другому пути – в обратном; компенсация реакции "туда и обратно" имеет место в каждой элементарной стадии.

62.Принцип Ле Шателье.

Принцип Ле Шателье гласит: если система находится в состоянии равновесия, то при действии на нее сил, вызывающих нарушение равновесия, система переходит в такое состояние, в к-ром эффект внеш. воздействия ослабевает. Принцип Ле Шателье определяет смещение хим. и фазовых равновесий при изменении т-ры, давления, состава системы. Напр., повышение т-ры смещает равновесие эндотермич. р-ций в сторону образования конечных продуктов, экзотермич. р-ций - в сторону образования исходных в-в (принцип смещения подвижного равновесия Вант-Гоффа). Повышение давления смещает хим. равновесие в направлении процесса, при к-ром объем системы уменьшается. Введение в систему дополнит. кол-ва к.-л. реагента смещает равновесие в направлении того процесса, при к-ромконцентрация этого в-ва убывает. Сокращенный принцип Ле Шателье - Брауна характеризует смещение равновесияпри участии т. наз. вторичных сил, индуцируемых в системе той силой, к-рая непосредственно воздействует на систему. Если равновесие описывается с помощью обобщенных координат X_i и сопряженных с ними обобщенных сил У_i (i = 1, 2, ..., s, где s - число термодинамич. степеней свободы системы), к-рые изменяются при моновариантном процессе, то интенсивность воздействия силы Y_i на координату X_i уменьшается при замене условия постоянства одной из обобщенных сил на условие постоянства сопряженной с этой силой обобщенной координаты. Напр., если для нек-рой системы обобщенными силами являются давление р и т-ра Т, а сопряженные с ними обобщенные координаты - объем V и энтропия S соотв., то неравенство

(дS/дT)_p / (дS/дT)_V

показывает, что если условие р = const заменить на V = const, значение производной энтропии по т-ре уменьшится. Это приводит к известному соотношению между изобарной и изохорной теплоемкостями: С_р / С_V . 

63.При увеличении температуры увеличиваются скорости как прямой,так и обратной реакции.Почему наблюдается смещение равновесия?Изменяется ли при этом константа хим.Равновесия?

При изменении температуры изменяются скорости как прямой, так и обратной реакций, однако, изменение скоростей происходит не в одинаковой степени. В соответствии с уравнением Аррениуса в большей степени на изменение температуры реагирует эндотермическая реакция, характеризующаяся большим значением энергии активации. Следовательно, для оценки влияния температуры на направление смещения химического равновесия необходимо знать тепловой эффект процесса. Его можно определить экспериментально, например, с помощью калориметра, или рассчитать на основе закона Г. Гесса. Следует отметить, что изменение температуры приводит к изменению величины константы химического равновесия (K_p).

Согласно принципу Ле Шателье повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции. При понижении температуры равновесие смещается в направлении экзотермической реакции.

64) Что такое адсорбция? Какие причины обуславливают адсорбционную способность вещества?

Адсорбция  — увеличение концентрации растворенного вещества у поверхности раздела двух фаз вследствие нескомпенсированности сил межмолекулярного взаимодействия на разделе фаз. Адсорбция является частным случаем сорбции, процесс, обратный адсорбции — десорбция. По адсорбционной теории Лангмюра а.с.в характеризуется полным содержанием адсорбированного вещества в поверхностном слое, а не избытком , как в теории Гиббса .Выражена тем сильнее, чем большей общей поверхностью обладает данное вещество. В то же время весьма малые размеры отдельных частиц, составляющих коллоидный раствор ( дисперсной фазы), обусловливают их очень большую общую поверхность. Принцип хроматографического метода разделения основан на различии в адсорбционной способности веществ, которая зависит как от природы адсорбируемых веществ, так и от природы адсорбентов. Различные вещества на одном и том же адсорбенте адсорбируются в разной степени. Это можно представить и таким образом, что при адсорбционном равновесии они неодинаковое время находятся на поверхности адсою рбента. Вещество, которое адсорбируется сильнее, дольше удерживается на поверхности адсорбента. Если смесь газов или жидкий раствор пропускать через слой адсорбента - хроматографическую колонку, то из нее раньше будут выходить компоненты, которые сорбируются слабее.  

65)Что такое адсорбент, адсорбат? В чем суть процесса адсорбции? Чем понятие абсорбция отличается от понятия адсорбция? Адсорбенты – это вещества, обладающие способностью адсорбции , т. е. поглощения, всасывания какого-либо другого вещества из раствора или из газа только своей поверхностью, в отличие от абсорбентов, которые поглощают, всасывают всей своей массой. Адсорбат вещество, адсорбированное на поверхности раздела фаз. Абсо́рбция — поглощение сорбата всем объёмом сорбента. Является частным случаем сорбции.

66)Что такое адсорбция и десорбция? Как количественно выражают адсорбцию? Адсорбция  — увеличение концентрации растворенного вещества у поверхности раздела двух фаз вследствие нескомпенсированности сил межмолекулярного взаимодействия на разделе фаз. Десорбция физ. хим. процесс, обратный адсорбции, то есть удаление адсорбированного вещества с поверхности адсорбента (с поверхности раздела фаз) и перенос его в окружающую среду. Количественное выражение адсорбции – абсолютная адсорбция кол-во в-ва(моль) в поверхностном слое, приходящееся на единицу площади поверхности или единицу массы адсорбента. Гиббовская адсорбция – избыточное число моль адсорбата в поверхностном слое (на единицу площади поверхности) по сравнению с тем числом моль, который бы находился в адсорбционном объеме в отсутствии адсорбции.

67)что такое адсорбционное равновесие и чем оно характеризуется? Как можно сместить адсорбционное равновесие?

Адсорбционное равновесие представляет собой динамическое ( подвижное) равновесие. Как и всякое подвижное равновесие, зависит от условий процесса, а именно от температуры и от концентрации адсорбтива. Наступает тогда, когда скорость процесса адсорбции равна скорости обратного процесса десорбции. В системе устанавливается в течение от долей секунды для газов, до нескольких часов для растворов. характеризуется константой К уравнения, если адсорбция происходит из газовой фазы, и константой Ь уравнения. В некоторых случаях смещение адсорбционного равновесия имеет место в результате происходящих на поверхности вторичных процессов. Одним нз них может

быть растворение адсорбированного вещества в поглотителе, т. е. переход его с поверхности внутрь последнего (абсорбция). При этом поверхность освобождается и может адсорбировать новые порции поглощаемого вещества. Именно так, по-виднмому, протекает поглощение водорода металлическим палладием. Рассматриваемые в совокупности процессы адсорбции и абсорбции иосят общее название сорбции. Другим фактором, смещающим адсорбционное равновесие, являются химические реакции на поверхности. Последние могут протекать как между различными одновременно адсорбированными веществами, так и между адсорбированным веществом и самим поглотителем

68)Зависимость количества адсорбированного вещества Г от

температуры при постоянном давлении для физ. и хим. адсорбции.

Зависимость количества адсорбированного вещества ( ПАВ) от равновесного давления ( или концентрации) при постоянной температуре, т.е. графики а f ( p) или о - f ( c) при Т const, называются изотермами адсорбции. Изотерма адсорбции — зависимость количества адсорбированного вещества (величины адсорбции) от парциального давления этого вещества в газовой фазе (или концентрации раствора) при постоянной температуре.

69)Как поверхностная активность вещества зависит от его молярной массы в пределах гомологического ряда?

Для поверхностной активности вещества очень существенным является расположение этих групп в молекуле. Молекулы поверхностно-активных веществ адсорбируются тем сильнее, чем резче выражена асимметричность расположения в них гидрофильных и гидрофобных групп. Согласно правилу Траубе поверхностная активность веществ в пределах одного гомологического ряда возрастает при переходе от одного члена ряда к другому.

70)Дайте формулировку правила Дюкле-Траубе.

зависимость, связывающая поверхностную активность водного раствора органического вещества с длиной углеводородного радикала в составе его молекулы. Согласно этому правилу, при увеличении длины углеводородного радикала на одну группу СΗ₂ поверхностная активность вещества увеличивается в среднем в 3,2 раза