Закон действующих масс и его применение к различным типам равновесий

Содержание

Слайд 2

План 1. Закон действующих масс. Константа равновесия 2. Типы констант равновесия.

План

1. Закон действующих масс. Константа равновесия
2. Типы констант равновесия.
Кислотно-основные реакции.
Реакции комплексообразования.
Реакции

осаждения
Реакции окисления-восстановления.
Слайд 3

Закон действующих масс (ЗДМ): «Скорость химической реакции при постоянной температуре прямопропорциональна

Закон действующих масс (ЗДМ):
«Скорость химической реакции при постоянной температуре прямопропорциональна произведению

концентраций реагирующих веществ в степени их стехиометрических коэффициентов».
Слайд 4

Для равновесной химической реакции: aA + bB ⮀ cC + dD

Для равновесной химической реакции:
aA + bB ⮀ cC + dD
Скорость прямой

реакции: V1 = k1[A]a ∙ [B]b;
Скорость обратной реакции: V2 = k2[C]c ∙ [D]d ,
где k1, k2 – константы скоростей прямой и обратной реакции, постоянные при данной температуре;
[A], [B], [C], [D] – концентрации исходных веществ и продуктов реакции, моль/л;
a, b, c, d – стехиометрические коэффициенты.
Слайд 5

Слайд 6

где - активности исходных веществ А и В и продуктов реакции С и D.

где - активности исходных веществ А и В и продуктов реакции

С и D.
Слайд 7

Теория сильных электролитов Активность (а) - это мера реального поведения вещества

Теория сильных электролитов

Активность (а) - это мера реального поведения вещества в

растворе. Ее значение связано с молярной концентрацией иона:
а = f ∙ СМ,
где f – коэффициент активности, характеризующий степень отклонения свойств реальных растворов от свойств идеальных растворов.
Для бесконечно разбавленных растворов f=1, для реальных растворов а< СМ.
Ионная сила раствора (I) равна полусумме произведений концентраций отдельных ионов на квадрат их зарядов:
где Ci –концентрация иона, моль/л;
Zi – величина заряда иона.
Слайд 8

Протолитическая теория кислот и оснований НА ⮀ Н+ + А- а1

Протолитическая теория кислот и оснований

НА ⮀ Н+ + А-
а1 b1
В

+ Н+ ⮀ НВ+
b2 а2
Слайд 9

Кислоты: молекулярные (нейтральные) НА: HCl, HNO3, H2SO4, HCN, CH3COOH. катионные ВН+:

Кислоты:

молекулярные (нейтральные) НА: HCl, HNO3, H2SO4, HCN, CH3COOH.
катионные ВН+:

H3O+, NH4+, [Al(H2O)6]3+.
анионные НА-: HSO3-, H2PO4-, HCO3-, HC2O4-, HC4H4O6-.
Слайд 10

Основания: молекулярные (нейтральные) В: NH3, CH3-NH2, C6H5N, NaOH, H2N-NH2. катионные В+:

Основания:

молекулярные (нейтральные) В: NH3,
CH3-NH2, C6H5N, NaOH, H2N-NH2.
катионные

В+: H2N-NH3+, [Zn(OH)(H2O)3]+.
анионные А-: Сl-, OH-, CN-, CH3СOO-, CO32-, SO42-.
Слайд 11

Амфолиты: анионные кислоты, они же анионные основания НА-: HSO3-, H2PO4-, HCO3-.

Амфолиты:

анионные кислоты, они же анионные основания НА-: HSO3-, H2PO4-, HCO3-.

нейтральные молекулы В: [Zn(OH)2(H2O)2].
катионные основания, они же катионные кислоты В+: H2N-NH3+, [Zn(OH)(H2O)3]+.
Слайд 12

Протолитические равновесия в воде H2О ⮀ H+ + OH- В разбавленных

Протолитические равновесия в воде

H2О ⮀ H+ + OH-
В разбавленных растворах концентрация

воды как растворителя постоянна и равна 1000,0/18,0 = 55,56 моль/л.
(при 25°С, табличные данные)
Слайд 13

Протолитические равновесия в воде КС∙[Н2О] = КН2О = Кw = 1,86∙10-16

Протолитические равновесия в воде

КС∙[Н2О] = КН2О = Кw = 1,86∙10-16 ∙55,56

=10-14
Kw = [H+] ∙ [OH-]
Слайд 14

Протолитические равновесия в воде рКw = - lg Kw = -lg

Протолитические равновесия в воде

рКw = - lg Kw = -lg 10-14

= 14
рKw = рН + рОН
Слайд 15

HA + H2О ⮀ H3O+ + A-

HA + H2О ⮀ H3O+ + A-

Слайд 16

B + H2O ⮀ BH+ + OH-

B + H2O ⮀ BH+ + OH-

Слайд 17

закон разбавления (закон разведения) Оствальда: При α

закон разбавления (закон разведения) Оствальда:

При α<<1

Слайд 18

Расчет рН Для сильных кислот: HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4.

Расчет рН

Для сильных кислот: HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4.
pH =

-lg[H+]
Для сильных оснований: КОН, NaOH, Ba(OH)2
pOH = -lg[OH-]
pH = pKw – pOH.
Слайд 19

Расчет рН Для слабых кислот: рН = ½ рKа – ½

Расчет рН

Для слабых кислот:
рН = ½ рKа – ½ lgСа
Для

слабых оснований:
pН = 7 + ½ рКа + ½ lgCb
Для буферных систем :
рН = рКа +
Слайд 20

Константа образования или устойчивости β: M + L ↔ [ML] [ML]

Константа образования или устойчивости β:

M + L ↔ [ML]
[ML] +

L ↔ [ML2]
M + nL ↔ [MLn]
β = β1·β2…βn.
Слайд 21

Ag+ + NH3 ⮀ [AgNH3]+ [AgNH3]+ + NH3 ⮀ [Ag(NH3)2]+

Ag+ + NH3 ⮀ [AgNH3]+ [AgNH3]+ + NH3 ⮀ [Ag(NH3)2]+

Слайд 22

Константа нестойкости Кнест. [Ag(NH3)2]+ ⮀ Ag+ + 2 NH3

Константа нестойкости Кнест.

[Ag(NH3)2]+ ⮀ Ag+ + 2 NH3

Слайд 23

Для электролита КnАm ↔ nКm+ + mАn-

Для электролита
КnАm ↔ nКm+ + mАn-

Слайд 24

Концентрационное произведение растворимости: ПРс = [Кm +]n ∙ [А n-]m

Концентрационное произведение растворимости:
ПРс = [Кm +]n ∙ [А n-]m

Слайд 25

Для BaSO4 – электролита однотипного состава (бинарного электролита)

Для BaSO4 – электролита однотипного состава (бинарного электролита)

Слайд 26

Для Cа3(РО4)2 – электролита неоднотипного состава

Для Cа3(РО4)2 – электролита неоднотипного состава

Слайд 27

Для бинарных электролитов: Для любых осадков: ПР = mm ∙ nn ∙ Pm+n

Для бинарных электролитов:

Для любых осадков:

ПР = mm ∙ nn

∙ Pm+n
Слайд 28

Слайд 29

Реакции окисления-восстановления Ox + nē ⮀ Red Оx + nē + mH+ ⮀ Red

Реакции окисления-восстановления

Ox + nē ⮀ Red Оx + nē + mH+

⮀ Red
Слайд 30

Реакции окисления-восстановления ΔE = E01 - E0 2

Реакции окисления-восстановления
ΔE = E01 - E0 2

Слайд 31

Реакции окисления-восстановления Fe3+ + ē ⮀ Fe2+ 2I- - 2ē ⮀

Реакции окисления-восстановления

Fe3+ + ē ⮀ Fe2+
2I- - 2ē ⮀ I2
ΔE

= 0,771 – 0,535 = + 0,236 B