Równowagi chemiczne
Równowagi chemiczne
Stała równowagi
- prawo działania mas Guldberga i Waagego
nA +mB = qC + rD
m
n
r
q
c
K
B]
[
A]
[
D]
[
C]
[
Substancje reagują tak długo, dopóki stosunek iloczynu stężeń
produktów do iloczynu stężeń substratów nie osiągnie pewnej
stałej wartości, charakterystycznej dla danej reakcji i dla temperatury
Reakcje odwracalne
kcal
9.64
H
CO
O
H
CO
2
2
2
2
2
2
H
obj.
1
CO
obj.
1
O
H
obj.
1
CO
obj.
1
kcal
9.64
O
H
CO
H
CO
2
2
2
T = 830
0
C
2
2
2
H
CO
O
H
CO
Wszystkie reakcje chemiczne należy uznać za odwracalne, lecz stopień
przebiegu reakcji odwrotnej jest dla różnych reakcji różny.
Jeżeli przebieg reakcji odwrotnej trudno jest stwierdzić, to przyjmuje się,
że dana reakcja jest nieodwracalna, czyli że przebiega praktycznie
jednokierunkowo.
Reakcje nieodwracalne
Cu
FeSO
CuSO
Fe
4
4
Prawo Daltona
p = p
1
+ p
2
+ ........
Ciśnienie wywierane przez mieszaninę gazów nie reagujących
ze sobą jest równe sumie ciśnień jakie wywierałby każdy z gazów
wchodzących w skład mieszaniny, gdyby sam został umieszczony
w całej objętości zajmowanej przez mieszaninę.
Równanie stanu gazu doskonałego:
T
R
c
p
T
R
n
V
p
T
R
p
p
p
p
K
m
B
n
A
r
D
q
C
c
m
B
n
A
r
D
q
C
c
p
p
p
p
p
T
R
K
K
Kinetyczne uzasadnienie prawa działania mas
2HJ
J
H
2
2
W stanie równowagi dynamicznej:
HJ
=
H
2
+J
2
2
2
J
H
1
HJ
c
c
k
2
HJ
2
J
H
2
2
c
k
c
K
c
c
c
k
k
2
2
J
H
2
HJ
2
1
Dysocjacja elektrolityczna
Samorzutny rozpad cząsteczek na jony pod wpływem
rozpuszczalnika (woda, ciekły amoniak)
Stopień dysocjacji
0
n
n
cząstek
liczba
pierwotna
nych
zdysocjowa
cząstek
liczba
= 1 - elektrolity mocne
Stała dysocjacji
[AB]
]
B
[
]
A
[
B
A
AB
-
-
AB
K
K
T
K
COOH
CH
298
10
7
.
1
COOH]
[CH
]
COO
CH
[
]
H
[
COO
CH
H
COOH
CH
5
3
-
3
-
3
3
3
Stała dysocjacji
B]
[A
]
AB
[
]
A
[
AB
A
B
A
2
-
1
-
2
K
7
3
2
-
3
1
-
3
3
2
10
3
]
CO
[H
]
HCO
[
]
H
[
HCO
H
CO
H
K
]
[AB
]
B
[
]
A
[
B
A
AB
-
-
2
-
-
K
10
-
3
-2
3
2
2
-
3
-
3
10
1
]
[HCO
]
CO
[
]
H
[
CO
H
HCO
K
Położenie równowagi chemicznej zależy nie tylko od rodzaju
reakcji chemicznej, lecz także od stężeń składników
reagujących.
Przykład:
Mieszanina kwasu solnego i kwasu octowego o stężeniach, kolejno
0.05 i 0.1 mol/dm
3
COOH]
CH
[
]
COOH
[
]
H
[
H
COO
CH
COOH
CH
Cl
H
HCl
3
-
COOH
CH
-
3
3
-
3
K
)
1
,
0
(
)
05
,
0
(
10
7
.
1
COOH]
[CH
]
COO
CH
[
]
H
[
5
3
-
3
3
x
x
x
K
COOH
CH
)
1
,
0
(
10
7
.
1
COOH]
[CH
]
COO
CH
[
]
H
[
2
5
3
-
3
3
x
x
K
COOH
CH
Dla porównania liczba moli zdysocjowanego samego
kwasu octowego
wynosi:
W formie uproszczonej:
3
5
mol/dm
0013
,
0
1
,
0
10
7
,
1
x
W formie uproszczonej:
3
5
mol/dm
000034
,
0
05
,
0
1
,
0
10
7
,
1
x
Przykład zależności stałej dysocjacji od stopnia dysocjacji:
COOH]
[CH
]
COO
CH
[
]
H
[
3
-
3
3
COOH
CH
K
)
(
COOH]
[CH
]
COO
CH
[
]
H
[
0
2
3
-
3
3
x
c
x
K
COOH
CH
1
)
(
)
(
2
0
0
0
2
0
0
2
3
c
c
c
c
x
c
x
K
COOH
CH
Iloczyn jonowy wody:
O]
[H
]
OH
[
]
H
[
2
-
2
O
H
K
10
1
O]
H
[
]
OH
[
]
H
[
14
2
-
2
2
O
H
O
H
k
K
Iloczyn rozpuszczalności
st.
-
-
[AB]
]
B
[
]
A
[
B
A
AB
AB
K
]
B
[
]
[A
[AB]
-
st.
AB
AB
K
L
Iloczyn rozpuszczalności jest to wartość iloczynu jonowego
całkowicie zdysocjowanego elektrolitu będącego w równowadze
z formą niezdysocjowaną.
]
B
[
]
[A
B
A
B
A
-
-
m
n
n
m
B
A
n
m
m
n
m
n
L
m
n
Związek
L
AgCl
10
-10
AgBr
2 ·10
-13
AgJ
2,5 ·10
-16
CaSO
4
2,2 ·10
-4
AgS
2
5,6 ·10
-51
Przykład
Jak wpłynie 0,1 molowy roztwór kwasu solnego na liczbę jonów
srebra obecnych w roztworze w stanie równowagi.
]
Cl
[
]
[Ag
Cl
Ag
AgCl
-
-
AgCl
L
3
5
-10
mol/dm
10
]
[Ag
10
AgCl
L
]
Cl
[
]
[Ag
x
gdzie
,
x
x)
(0,1
10
-
-10
AgCl
L
mol/dm
10
1
,
0
10
]
[Ag
3
9
-
-10