Оглавление:
Направление химических реакций. Способы выражения констант равновесия. Ступенчатые и общие константы равновесия
Термодинамические (табличные) константы простых равновесий пригодны для расчетов при условии, что поведение исходных и конечных продуктов не осложняется электростатическими или конкурирующими химическими взаимодействиями. При расчетах равновесий с использованием термодинамических констант получаются активности компонентов.
Поэтому в реальных условиях удобнее пользоваться реальными (концентрационными) константами (К), которые выражаются через равновесные концентрации, а также условными , которые связаны с общими концентрациями.
Для реакции:
Все три константы связаны между собой через соответствующие, рассмотренные выше, коэффициенты:
Таким образом, при расчетах равновесных (или общих) концентраций в реальных системах необходимо оценить меру различных влияний и через указанные коэффициенты и рассчитать значения К (или ). При этом следует помнить, что химические факторы оказывают более сильное влияние, чем электростатические, поэтому при наличии конкурирующих реакций, как правило, принимают ионную силу
Химическая реакция может протекать только в том случае, когда она термодинамически возможна и константа равновесия её больше единицы. По величине константы равновесия можно оценить направление, полноту протекания реакции и возможность её регулирования. При равновесие реакции можно сместить в нужную сторону, например избытком реагента. При реакция протекает в прямом направлении практически до конца (такие реакции применимы в количественном анализе); при реакция практически не идет.
Любая химическая реакция может быть представлена как совокупность ступенчатых процессов, а общая константа равновесия такой реакции может быть выражена как произведение ступенчатых констант.
Пример 2.7.
Рассчитайте константу равновесия реакции, описывающей растворение
Решение:
Представляем уравнения реакций в молекулярной и ионно-молекулярной форме:
Записываем уравнения ступенчатых реакций, описывающих распад или образование слабых и малорастворимых электролитов и соответствующие им константы:
Составляем выражение общей константы равновесия и подставляем табличные значения соответствующих констант:
, значит растворится в даже без избытка кислоты,
Уравнения и константы ступенчатых процессов:
Ступени 3) и 4) те же, что 2) и 3) в примере 2.7а,
т.е.
Рассчитываем общую константу равновесия:
Вычисленное значение К указывает на смещение равновесия влево, в сторону исходных веществ. Однако поскольку , можно сместить равновесие вправо избытком уксусной кислоты и провести растворение .
Пример 2.8.
Определите возможность растворения .
Решение:
Для ответа на вопрос рассчитаем общую константу равновесия согласно схеме, использованной в примере 2.7.
Ступенчатые процессы:
Поскольку полученное значение , можно сделать вывод о том, что осадок не растворится даже в избытке аммиака.
Эти примеры взяты со страницы примеров решения задач по аналитической химии:
Решение задач по аналитической химии
Возможны вам будут полезны эти страницы: