Лекции по химии (стр. 3 из 6)

2) графический метод

3) по времени полупревращения

Для реакции (2) порядка время полупревращения обр-пропорц нач концентрации

k=1/t_1/2*((C₀-(1/2)*C)/(C₀*(1/2)*C))

k=1/t_1/2*(1/C₀) → t_1/2=1/(k*C₀)

Для реакций II порядка время t_1/2 обратно пропор начальной концентр (C₀)₁ и (C₀)₂

(t_1/2)₁/(t_1/2)₂=(C₀)₂/(C₀)₁ реакция II порядка

Катализ и катализаторы

Катализ – явление селективного изменения скорости хим реакции по средствам катализатора.

Катализатор – в-во, изменяющ скорость хим реакции, участвующее в ней , но к моменту образования продуктов реакции кол-во и состав катализатора остается неизменным.

Особым видом явл автокатализ – скорость хим реакции изменяется под действием продуктов реакции.

Различ катализаторы:

- гомогенные (находятся с реагир в-вами в одной фазе)

- гетерогенные (находятся в другой фазе, чем реагир в-ва)

Они также бывают:

- положительные (увелич скорости хим реакции)

- отрицательные – ингибиторы (уменьш скорости хим реакции)

Хар-ки кат-ра:

а) активность или производительность A-активность

А=m_прод/(t*m_кат) А=m_прод/(t*S_кат) А=m_прод/(t*V_кат)

б) селективность или избирательность

HC≡CH→(H₂)→ H₂C=C H₂→(H₂)→ H₃C-CH₃

C₂H₅OH →Al₂O₃→ C₂H₄+H₂O

C₂H₅OH →Ag, Cu→ CH₃CHO+H₂

S_{(селективность)}=m_{целевого продукта}/m_{всех продуктов}

Общие закономерности катализа:

1) применение кат-ра не изменяет т/д кинетич реакции, т.е. вел-ны ∆H и ∆G

- кат-р ускоряет только те хим реакции, для к-ых ∆G<0

- кат-р ускоряет достижение состояния равновесия в случае обратимых хим реакций, но не смещает равновесие и не изменяет величины константы

- применение кат-ра не изменяет тепл эффект хим реакции, т.е. ∆H

2) Кат-р уменьшает полную энергию активации реакции, т.к. каталитическая реакция идет по др пути.

А+В→АВ

А+В→А … В→АВ – без катализатора

А+В+катал→А …кат-ор … В→АВ – с катализатором

Растворы

Коллегативные свойства растворов

Коллегативные свойства растворов - свойства раствора связанные друг с другом и обусловленные общими причинами, главным из которых является число растворенных частиц в растворе.

К таким свойствам относятся: понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором, увеличение температуры кипения, уменьшение температуры кристаллизации, осмотическое давление

I закон Рауля

Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворимого вещества

А – растворитель
В – растворенное вещество

p_A°–давление насыщ пара с растворителем над растворителем
p_A–давление насыщ пара с растворителем над раствором

Следствие
понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором является понижением температур кристаллизации и повышения температур кипения

II закон Рауля

Депрессия кипения или кристаллизации (ΔT_кр, ΔT_кип) прямо пропорциональна концентрации растворенного вещества

моляльная масса

Е (эбуллиоскопическая константа) характеризует свойства растворителя и численно равна депрессии кипения одномолярного раствора

E_H2O=0,52⁰

К (клиоскопическая константа) характеризует свойства растворителя и численно равна понижению температуры кристаллизации одномолярного раствора.

K_H2O=1,86⁰

Депрессия кипения и кристаллизации величины положительные

Е и К связаны с температурой кипения и кристаллизации растворителя, а также с их удельной теплотой парообразования и плавления соответственно

Измеряя температуру кипения и температуру кристаллизации можно определить молекулярную массу растворенного вещества

Осмос. Осмотическое давление.

Если привести в соприкосновение два раствора различной концентрации или раствор и растворитель, то движение частиц растворенного вещества станет направленным.

Осмометр

Молекулы растворителя проникают через полупроницаемую мембрану, что сопровождается повышением уровня жидкости во внутреннем сосуде осмометра. При этом создается препятствующее осмосу гидростатическое давление столба жидкости; на некоторой высоте h гидростатическое давление становиться таким, что осмос прекращается – наступает осмотическое равновесие.

Осмотическое давление – это давление численно равное минимальному гидростатическому давлению, которое нужно приложить к жидкости, чтобы осмос прекратился

Комбинируя две последних формулы, получим формулу для расчета молекулярной массы растворенного вещества.

Растворы электролитов

Количественный процесс диссоциации характеризуется степенью диссоциации и константой диссоциации

Степень диссоциации (ионизации) [a] – отношение числа молекул распавшихся на ионы к общему числу молекул.

Константа диссоциации описывает равновесие процессов диссоциации и определяется законом действующих масс

CH₃COOH«CH₃COO^–+H⁺

Используя a можно записать:

[CH₃COO^–]=[H⁺]=a*C_{0, кисл}

[CH₃COOH]=C_{0, к-ты}-a* C_{0, к-ты}=(1-a)*C_{0, к-ты}

Если заменить концентрацию через разведение С=1/V

Если a<3%Þ1-a@1

С разведением раствора слабого электролита степень его диссоциации возрастает. Сильные электролиты этому закону не подчиняются. Было установлено, что вычисляемая по этому уравнению константа диссоциации зависит от концентрации раствора; увеличение концентрации ионов в растворе вызывает увеличение интенсивности их взаимодействия между собой и с растворителем.

Отклонение от идеальных растворов учитывают с помощью коэффициента активности γ.

Коэффициент активности (γ) показывает во сколько раз активность раствора или его эффективная концентрация отличается от общей концентрации вещества.

Классическая константа диссоциации записывается с учетом коэффициента активности

Произведение растворимости

В технике часто используют системы, состоящие из труднорастворимого электролита в виде осадка и раствора над ним. В таких системах устанавливается равновесие.

AgCl_(тв)®Ag_(р-р)⁺+Cl_(р-р)^–

Активность чистой твердой фазы, при каждой данной температуре является константой

, где (ПР) – произведение растворимостей

Постоянство произведения растворимости не означает, что активность ионов электролита в растворе должна быть неизменной

При добавлении к раствору хлорида серебра нитрата серебра, которые содержат одноименные ионы, увеличивается скорость обратной реакции, и часть ионов серебра выпадает в виде осадка.

AgNO₃®Ag⁺+NO₃^–

При этом соблюдается следующее условие: Произведение концентрации ионов в растворе больше произведения растворимостей

Общее условие равновесия. Правило Гиббса. Однокомпонентные системы диаграмм состояния воды

Кристаллизация растворов. Термический анализ.

Фаза – совокупность гомогенных частей системы одинаковых по составу химическому составу и физическим свойствам и отделенных от других частей системы поверхностью раздела.