Va rugam dezactivati programul ad block pentru a vizualiza pagina!

Cumpara abonament!
Plateste cu PayPal

Echilibre chimice – aplicaţie

Partajeaza in Google Classroom

Partajeaza cu Google Classroom
Susține Lectii-Virtuale!
Pentru a putea vizualiza un video va rugam sa va logati aici! Daca nu aveti cont va puteti inregistra apasand aici.
23 voturi 605 vizionari
Puncte: 10

Transcript



am vorbit data trecută despre faptul

că o reacție chimică în nu merge

întotdeauna numai în sensul formării

produselor în foarte multe cazuri

pe lângă această reacție directă

există și o reacție invertor Adică

o parte din produs și abia Formați

se și descompunerea apoi în dreapta

în momentul în care produși se

formează cu aceeași viteză cu care

se se descompun adică viteza reacției

directe este egală cu viteza reacției

inverse și pe lângă asta concentrațiile

substanțelor implicate în reacție

se stabilizează la valori bine

determinate spunem că reacția respectivă

eighteen starea de echilibru echilibrul

chimic poate fi studiat din punct

de vedere cantitativ Folosind un

net de lege acțiunii maselor și

dk Constanța de echilibru legea

acțiunii maselor arată că pentru

o reacție de forma acesteia concentrațiile

la echilibru satisfacă această

relație unde k este Constanța de

echilibru literele mici a b c și

d sunt colicii stoechiometrici

ai reacției iar literele mari a

b c și d între paranteze pătrate

reprezintă concentrațiile molare

ale substanțelor exprimate în moli

pe litru pentru a maximiza cantitatea

de substanță obținută din un proces

chimic chimiștii variază o temperatura

presiunea ei sau concentrațiile

unor substanțe care participă la

reacția vedem cum determini știi

cât dintre anume substanță e prezentă

la echilibru sau câtă substanță

mai trebuie să adauge sau cu cât

să crească temperatura ei sau cu

cât sare de presiune pentru a ajunge

la productivitate maximă adică

pentru a ajunge la rezultatele

dorite de industrie și nu le timpul

pe care își doresc reacțiile echilibru

care pe noi ca și consumator nu

ne prea ajută e bine chimiștii

să folosesc de matematică pentru

a afla răspunsurile la aceste întrebări

Dacă nu ați înțeles De ce ar trebui

să învățați ecuațiile de gradul

doi la matematică veți vedea imediat

la cele mai putem folosi unele

constante de echilibru pentru condiții

specifice de lucru sunt deja calculate

și tablete în cărți de specialitate

să zicem că suntem pentru laborator

și cunoaștem și ce cantități de

substanță avem disponibile pentru

o anume reacție tot ce mai trebuie

să aflăm este cantitatea exacte

de substanță prezentă la echilibru

Apoi dacă este cazul vom varia

parametri care influențează reacția

pentru a ajunge la un rezultat

dorit de noi acest tip de calcul

este foarte ușor dacă folosim în

tabel pe care eu le am de numi

tine ca să fie mai ușor de reținut

Deci avem tabelul unde irvine de

la ecuația reacției e vine de la

concentrația inițială m de la modificare

a concentrației iar a vine de la

concentrația la echilibru trebuie

să aflăm care este compoziția la

echilibru pentru reacția dintre

hidrogen și Ion dacă știm că are

o constantă de echilibru de 794

la temperatura de 25 de grade c

25 grade Celsius adică 298 de grade

Kelly deci pe rândul R vom scrie

ecuația reacției pe rândul scrie

în concentrațiile inițiale întotdeauna

pe acest rând vor exista și valori

de 0 molari deoarece până când

începe reacții ar Nu avem cum să

cunoaștem toate concentrație există

cazuri când știm concentrația inițială

a produsului și nu cunoaștem concentrațiile

inițiale ale elementelor în care

produsul să va descompune pentru

că logic descompunerea nu a început

sau există cazuri în care cunoaștem

inițial numai concentrațiile reactanților

în cazul nostru în ni se spune

că un vas de 4 L Deci avem volumul

egal cu 4 L se introduc 4 moli

de hidrogen și opt moli de iod

asta înseamnă că Putem afla concentrațiile

molare inițiale ale reactanților

iar concentrația inițială a produsului

va fi 0 molari pentru că încă nu

sa format nici un mol de acid util

concentrația molară este egală

cu numărul de moli supra volum

Deci concentrația molară a hidrogenului

va fi de 4 moli supra 4 L adică

egală cu un Mall pe litru iar concentrația

molară a iodului este de 8 moli

supra 4 L de ce este egală cu 2

moli pe litru și vom completa aceste

valori linia e a tabelului pe linia

a mări cât din substanță se va

modifica în timpul reacției cel

mai des nu avem de unde să știm

acest lucru până când nu facem

calculele așa că vom nota acea

valoare cu x acolo unde nu cunoaștem

cantitățile Petro reacție reactanți

se consumă Deci numărul de moli

de reactanți se modifică cu un

minus de sixt reprezintă cantitatea

de reactanți care se consumă pentru

a forma acidul citric în condițiile

de temperatură și presiune vedem

că conform ecuației reacției un

mol de hidrogen și un mol de iod

se combină pentru a forma a doi

moli de acid clorhidric deci putem

spune că hidrogenul și iodul vor

pierde fiecare câte x moli pe litru

și în timp ce concentrațiile de

hidrogen și iod scad concentrația

de acidul citric samur Deci dacă

se mărește cu 2x moli pe litru

Așadar aici va fi plus 2x pe linia

e trecem rezultatul final adică

ce cantitate anume din fiecare

substanță va fi prezentă la echilibru

deoarece cantitatea finală este

pur și simplu cantitatea inițială

plus cantitatea care stă modificată

în timp iei această linie reprezintă

suma dintre linia e și linia A

deci în cazul hidrogenului vom

avea 1 minus în cazul iodului vom

avea 2 minus x iar în cazul acidului

iodhidric bommel bea 0 plus 2 x

adică 2 x 5 Știind că toate valorile

sunt exprimate în moli pe litru

reprezintă concentrației molare

acum aplicată valori la formula

pentru Constanta de echilibru iar

relația constantei de echilibru

pentru relația noastră este aceasta

constantă de echilibru este egală

cu concentrația acidului iodhidric

la puterea a doua supra a concentrației

hidrogenului înmulțită cu concentrația

iodului pentru această reacție

la temperatura de 298 de Kelvin

k este egal cu 794 acum vom înlocui

în această reacție valorile concentrațiilor

pe care le am obținut nouă la echilibru

Deci 794 este egal cu 2x la puterea

a doua supra 1 minus x ori 2 minus

x și efectuând niște calcule simple

ajunge această relație pe care

o recunoaștem ca fiind o ecuație

de gradul doi deci pe care o rezolva

ca atare și ca în cazul oricărei

coasei de gradul 2 obținem două

valori pentru x și anume x egal

cu 0 virgulă 995 x egal cu 2 să

ne reamintim că pentru noi aceste

valori reprezintă concentrației

molare deci vorbim despre 0 95 moli

pe litru sau despre 2 moli pe litru

iar în cazul nostru numai o valoare

Este corectă dacă ne uităm la valorile

inițiale Ale concentrațiilor ne

dăm seama că e imposibil ca x să

fie 2 molar având în vedere că x

reprezintă cantitatea care se pierdu

din numărul de moli inițial Deci

nici genul nici iodul nu aveau

Cum să piardă 2 moli pentru că ăsta

a început cu mai puțin de atât

Așadar valoare pe care o căutăm

este x egal cu 0 virgulă 995 moli

pe litru Acum putem calcula compoziția

la echilibru pentru fiecare substantiv

la echilibru în condițiile specificate

cantitatea de la acidul citric

este 2 ori 0 95 adică este 1 mult

pe net concentrația de hidrogen

este 1 minus 0 virgulă 995 adică

0 moli pe litru iar concentrația

de iod este 2 minus 0 virgulă 995

adică 1 5 moli pe litru după cum

vom vedea Alexia viitoare aceste

valori pot fi modificate de exemplu

pentru a maximiza producția de

asigure hidric putem schimba temperatura

sau presiunea chiar concentrațiile

substanțelor care participă la

reacție în cazul a acidului iodhidric

creșterea temperaturii ar duce

la favorizarea reacții inverse

adică a reacției de descompunere

în intro gen și iod și Știu asta

deoarece Pe măsură ce crește temperatura

valoarea constantei de echilibru

se micșorează am văzut că pentru

298 de Kelvin Constanta este egală

cu 794 la 700 Kelvin Constanta

de echilibru are o valoare de 54

iar la 1000 de Kelvin Constanta

de echilibru este egală cu 29 astfel

ne dăm seama că Pe măsură ce crește

în temperatura x adică valoarea

cu care se modifică concentrația

substanțelor scade Spre exemplu

am făcut și calculul pentru temperatura

1000 de Kelvin când Constanța de

echilibru este egală cu 29 tot pentru

o situație în care avem un moli

pe litru de hidrogen și 2 moli

pe litru de jos iar valoarea lui

x în aceste condiții este 0 spre

diferență de 0 95 cât mai a dat

când a făcut calculul pentru temperatura

de 298 de k l de aici trage concluzia

că formarea de acid uric este favorizată

la temperaturi mai jos Așadar cunoașterea

valorii constantei de echilibru

permite să se prevadă sensul în

care se produce reacția chimică

și există trei cazuri principale

când Constanta e mai mare decât

1 înseamnă că sistemul e deplasat

spre Da adică eu favorizată formarea

produșilor de reacție când valoarea

constantei e mai mică decât 1 sistemul

e deplasat spre stânga adică e

favorizată existența reactanților

și nu formarea produșilor de reacție

iar când valoarea constantei este

egală cu unu toate speciile chimice

sunt la echilibru în aceeași proporție

adică echilibrul nu e deplasat

în nicio direcție echilibrele chimice

pentru care Constanta de echilibru

este cu mult mai mare decât 1 cel

puțin de ordinul 10 la a treia

adică 1000 pot fi considerate în

practică reacții totale adică reacții

în care întreaga concentrație de

react este convertită în cadrul

reacții chimice în produși am văzut

lecția aceasta cu un puțin algebră

în este foarte utilă în aplicațiile

practice de la chimie câteva calcule

și pute maximizat producție unor

substanțe de care avem nevoie în

lecția viitoare vom vorbi și despre

factorii care influențează echilibrul

chimic adică despre parametrii

pe care trebuie să modificăm în

funcție de ce ne dă calculele matematice

Echilibre chimice – aplicaţiiAscunde teorie X

Echilibre chimice – aplicaţii

 

Starea de echilibru chimic este descrisă, pe scurt, în felul următor:

  • Viteza reacţiei directe este egală cu viteza reacţiei inverse;
  • Concentraţiile substanţelor implicate în reacţie sunt stabilizate la valori bine determinate.

Adesea, într-un laborator de chimie, se cunosc cantităţile de substanţă disponibile pentru reacţiile chimice. Ceea ce trebuie să aflăm, prin calcul, sunt cantităţile exacte de substanţe prezente la echilibru. Pentru acest tip de calcul se poate folosi metoda descrisă în continuare.

Exemplu de calcul – Într-un vas de 4L se introduc 4 moli de hidrogen şi 8 moli de iod. Care este compoziţia la echilibru pentru reacţia dintre hidrogen şi iod? Se cunoaşte K = 794 pentru T = 298K. 

straight H subscript 2 left parenthesis straight g right parenthesis end subscript space plus space straight I subscript 2 left parenthesis straight g right parenthesis end subscript space2 HI

straight V space equals space 4 space straight L
straight n subscript straight H subscript 2 end subscript space equals space 4 space moli
straight n subscript straight I subscript 2 end subscript space equals space 8 space moli
straight K space equals space 794 space pentru space straight T space equals space 298 space straight K

___________________________

Compoziţia la echilibru = ?

  • Mai întâi aflăm concentraţiile iniţiale ale speciilor chimice participante la reacţie: concentraţiile reactanţilor le aflăm prin calcul, iar în cazul produsului de reacţie, concentraţia iniţială este 0M, având în vedere că, iniţial, nu există niciun mol de HI în vasul de reacţie.

straight C subscript straight M space equals space straight n over straight V space rightwards double arrow space straight C subscript straight M subscript straight H subscript 2 end subscript end subscript space equals space fraction numerator 4 space moli over denominator 4 space straight L end fraction space equals space 1 space straight M
space space space space space space space space space space space space space space space space space space space space space space space space straight C subscript straight M subscript straight I subscript 2 end subscript end subscript space equals space fraction numerator 8 space moli over denominator 4 space straight L end fraction space equals space 2 space straight M

  • Apoi completăm următorul tabel:

Ecuaţia reacţiei

H2(g)          +      I2(g)                    2HI

Concentraţia iniţială

     1 M               2 M                         0 M 

Concentraţia modificată

   - x M             - x M                    + 2x M

Concentraţia la echilibru

(1-x) M          (2-x) M                       2x M

  – unde x reprezintă cantitatea de reactanţi care se consumă pentru a forma HI în condiţiile date de temperatură şi presiune.

straight K space equals space fraction numerator open square brackets HI close square brackets squared over denominator open square brackets straight H subscript 2 close square brackets cross times open square brackets straight I subscript 2 close square brackets end fraction
straight K subscript straight T equals 298 end subscript space equals space 794
794 space equals space fraction numerator open square brackets 2 straight x close square brackets squared over denominator open square brackets 1 minus straight x close square brackets cross times open square brackets 2 minus straight x close square brackets end fraction space equals space fraction numerator 4 straight x squared over denominator straight x squared space minus space 3 straight x space plus space 2 end fraction space left right double arrow 790 space straight x squared space minus space 2382 space straight x space plus space 1588 space equals space 0

bold a bold space bold x to the power of bold 2 bold space bold plus bold space bold b bold space bold x bold space bold plus bold space bold c bold space bold equals bold space bold 0
bold x bold space bold equals bold space fraction numerator bold minus bold b bold space bold plus-or-minus bold space square root of bold b to the power of bold 2 bold minus bold space bold 4 bold space bold ac end root bold space over denominator bold 2 bold space bold a end fraction bold space rightwards double arrow straight x space equals space fraction numerator negative space left parenthesis negative space 2382 right parenthesis space plus-or-minus space square root of left parenthesis negative 2382 right parenthesis squared minus 4 cross times 790 cross times 1588 end root over denominator 2 cross times 790 end fraction

straight x subscript 1 space equals space 0 comma 995 space mol over straight L
straight x subscript 2 space equals space 2 comma space 02 space mol over straight L
rightwards double arrow valoarea space corectă space este space straight x subscript 1 space equals space 0 comma 995 space mol over straight L

  • Pentru a afla concentraţiile substanţelor la echilibru, înlocuim în tabel, pe rândul corespunzător, valoarea lui x cu 0,995 mol/L. Astfel obţinem compoziţia la echilibru. 

 

Ecuaţia reacţiei

H2(g)             +         I2(g)                   2HI

Concentraţia iniţială

   1 M                    2 M                             0 M 

Concentraţia modificată

 - x M                  - x M                        + 2x M

Concentraţia la echilibru

0,005 mol/L      1,005 mol/L              1,99 mol/L

 

Cunoaşterea valorii lui K permite să se prevadă sensul în care se produce reacţia chimică:

  • K > 1 – sistemul este deplasat spre dreapta: este favorizată formarea produşilor de reacţie;
  • K < 1 – sistemul este deplasat spre stânga: este favorizată existenţa reactanţilor, şi nu formarea produşilor de reacţie;
  • K = 1 – toate speciile chimice sunt la echilibru în aceeaşi proporţie, echilibrul nu e deplasat în nicio direcţie.

Echilibrele chimice pentru care valoarea lui K este mult mai mare decât 1 (cel puţin de ordinul 10­3) pot fi considerate, în practică, reacţii totale.

Reacţiile totale sunt reacţii în care întreaga concentraţie de reactanţi este convertită în cadrul reacţiei chimice în produşi de reacţie. 

Cumpara abonament
Plătește cu PayPal

Ajutor
Feedback-ul d-voastră este important pentru noi. Dacă observați vreo neregulă vă rugăm să ne-o semnalați apăsând butonul Trimite Feedback de mai jos.

Despre Lecții-Virtuale.ro

Lecții-Virtuale este o platformă educațională care oferă suport în vederea pregătirii pentru Evaluare Națională și Bacalaureat la Matematică, Fizică și Chimie. Lecțiile noastre sunt alcătuite din filme și exerciții și probleme cu tot cu rezolvări. Platforma noastră este o soluție ideală pentru școala online. Pentru facilitarea activității profesorilor în cadrul ecosistemului GSuite de la Google am implementat butonul Google Classroom. Scopul nostru este să ne concentrăm pe prezentarea noțiunilor și fenomenelor într-o manieră care să stimuleze înțelegerea și nu memorarea mecanică. Ne propunem să facilităm accesul la conținut educațional de calitate mai ales elevilor cu venituri mai modeste care nu își pemit meditații particulare. Sperăm să vă simțiti bine alături de noi și să invățați lucruri folositoare. Hai România!

Newsletter

Abonează-te la Newsletter pentru a fi la curent cu toate ofertele noastre.

Parteneri

EduApps partener Lectii Virtuale UiPath partener Lectii Virtuale Scoala365 partener Lectii Virtuale CCD Galați partener Lectii Virtuale

2024 © Lecții-virtuale.ro Toate drepturile rezervate
Termeni   Despre   Contact   Confidenţialitate   Cariere Parteneri