Vll-тарау: Химиялық тепе-теңдік §39. Химиялық тепе-теңдік. Тепе теңдік константасы Бүгінгі сабақта

4-есеп. А2 (ер-ді) + В2 (ер-ді) = 2АВ (ер-ді) берілген жүйедегі тепе-теңдік заттардың мынадай концентрацияларында орын алған: [А2] — 0,5 моль/л; [В2] — 0,8 моль/л; [АВ] — 1,2 моль/л. Реакцияның тепе-теңдік константасы мен А2 және В2 заттарының бастапқы концентра-цияларын [с0(А2) және с0(В2)] есептеңдер. Шешуі: Берілген реакция үшін тепе-теңдік константасының өрнегін жазамыз: [ ] ^KT–T = AB ^2 . A B 2 2 Өрнекке тепе-теңдік концентрацияларының мәнін қоямыз: ^KT–T ^= 1, 2^2 = 3,6. 0 , 5 ⋅ 0,8 А2 және В2 заттарының бастапқы концентрацияларын есептейміз. Тепе-теңдік жағдайында АВ затының концентрациясы 1,2 моль/л құрайды. 1,2 моль АВ, заты түзілуі үшін А2 және В2 заттарының әрқайсысынан 0,6 моль керек. Реакция теңдеуі бойынша АВ және А2 (немесе В2) заттарының қатынасы (2:1): ^А2(ер-ді) ^+ В2(ер-ді) ^= ^2АВ(ер-ді) 0,6 моль 0,6 моль 1,2 моль Тепе-теңдік кезінде 1 л ерітіндіден 0,6 моль А2 заты реакцияға түсіп, 0,5 моль зат қалады. Олай болса А2 затының бастапқы концентрациясы: 0,6 + 0,5 = 1,1 моль/л. АВ заты түзілуі үшін В2 затынан да 0,6 моль жұмсалып, 0,8 моль қалады. Онда В2 затының бастапқы концентрациясы: 0,6 + 0,8 =1,4 моль/л. Жауабы: КТ-Т = 3,6; с0(А2) = 1,1 моль/л; с0(В2) = 1,4 моль/л. 5-есеп. А2 (ер-ді) + В2 (ер-ді) = 2АВ (ер-ді) қайтымды реакциясының тепе-теңдік константасы белгілі бір температурада 0,25-ке тең. А2 және В2 заттарының бастапқы концентрациялары сәйкесінше 1 моль/л және 3 моль/л. А2, В2 және АВ заттарының тепе-теңдік концентрациясын анықтаңдар. Шешуі: Берілген реакцияның тепе-теңдік константасының өрнегін жазамыз: [ ] ^KT–T = AB ^2 . A B 2 2 АВ затының тепе-теңдік концентрациясы: [АВ] = х моль/л, ал х моль АВ заты түзілу үшін А2 және В2 заттарының әрқайсысынан х моль зат керек. Онда А2 және В2 заттарының тепе-теңдік концентрациялары сәйкесінше (1 – х) моль/л және ( 3 – х ) моль/л болады. Белгісіз х арқылы белгіленген тепе-теңдік концентрацияларының мәнін жоғарыдағы өрнекке қоямыз: ^KT–T ^= x2 . ( 1 − x )( 3 − x) Тепе-теңдік константасының мәнін (0,25) ескере отырып теңдеуді шешеміз: 0,25 = x^2 ; ( 1 − x )( 3 − x) x2 = 0,25(1 – x)(3 – x) 0,25(x2 – 4x + 3) = x2; 3x2 + 4x – 3 = 0. x2 = −4 ± 16 − 4 ⋅ 3 ⋅ ( −3 ) . 2 ⋅ 3 x1 ≈ 0,53; x1 ≈ –1,9. Теңдеудің бірінші түбірін ғана аламыз, өйткені екіншісінің физи­ калық мәні жоқ. Сонымен АВ затының тепе-теңдік концентрациясы шамамен 0,53 моль/л құрайды. А2 және В2 заттарының тепе-теңдік концентра-цияларын есептейміз: [А2] = 1 – 0,53 = 0,47 моль/л; [В2] = 3 – 0,53 = 2,47 моль/л. Жауабы: [АВ] = 0,53 моль/л; [А2] = 0,47 моль/л; [В2] = 2,47 моль/л. 1. Fe2O3 (қ) + 3CO (г) = 2Fe (қ) + 3CO2 (г) 2. Көлемнің ұлғаюы тепе-теңдіктің ығысуына қалай әсер етеді? Берілген реакциялардағы тепе-теңдік пен өнімнің шығымына қысымның артуы қалай әсер етеді? а) 2H2 + O2 L 2H2+Q ә) 2NH3 L N2 + 3H2 – Q 3. б) H2O L H+ + OH– – Q Келесі реакциялардың тепе-теңдік константасының өрнектерін жазыңдар: а) C2H2 (г) + 2H2 (г) L C2H6 (г) ә) 2СH4 (г) L C2H2 + 3H2 (г) 4. б) 3Fe (қ) + 4H2O (г) L Fe3O4 (қ) + 4H2 (г) Берілген реакциялардың тепе-теңдік константасының өрнектерін жазыңдар: а) H2 (г) + I2 (г) L 2HI (г) ә) C2H4 (г) + H2 (г) L C2H6 (г) б) 3O2 (г) L 2O3 (г) в) C (қ) + H2O (г) L CO (г) + H2 (г) •1. H2 + I2 L 2HI реакциясында тепе-теңдік орнағаннан кейін сутек концентрациясы 4 есе өсті. Тепе-теңдік сақталу үшін йодсутектің HI концентрациясын неше есе •2. өсіру керек? Жауабы: 2 есе. Қайтымды реакция A + B L 2C теңдеуімен сипатталады. А және В заттарының әрқайсысы 1 мольден алынды. Тепе-теңдік орнағанда қоспада 1,5 моль С заты •3. қалды. Тепе-теңдік константасын табыңдар. Жауабы: KT–T = 36. А, В және С заттарының әрқайсысын 3 мольден алып араластырды. 2A L B + C жүйеде тепе-теңдік орнағанда С затының 4 молі қалды. Тепе-теңдік константасын •4. есептеңдер. Жауабы: KT–T = 16. CO+H2OLCO2+H2 реакциясына қатысатын заттардың бастапқы концентра­ция­ лары с(CO) = 0,1 моль/л, С(H2O) = 0,4 моль/л, реакцияның тепе-теңдік констан­ тасы 1-ге тең. Реакцияға қатысушы заттардың тепе-теңдік концентрациясын есептеңдер. Жауабы: [CO] = 0,02 моль/л; [H2O] = 0,32 моль/л; [CO2] = [H2] = 0,08 моль/л. •5. Тепе-теңдік жүйедегі 2NO2 L 2NO + O2 заттардың концентрациясын 3 есе азайтса, тура және кері реакциялардың жылдамдықтары қалай өзгереді? Тепе-теңдік қай бағытқа ығысады? Жауабы: v = 9 есе; v =27 есе азаяды, тура тепе-теңдіккері солға ығысады. №3-ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС Әртүрлі факторлардың динамикалық тепе-теңдік күйіне әсерін зерделеу Әрекеттесуші заттар концентрациясының әсері Реактивтер: темір (III) хлоридінің, калий роданидінің (KSCN) 0,01М, 1М ерітінділері; 5 г калий хлоридінің кристалдары. Химиялық ыдыстар мен құрал-жабдықтар: 500 мл, 250 мл ста­ қандар; өлшегіш 25 мл цилиндрлер, шыны таяқша, ақ экран. Жұмыс барысы Көлемі 500 мл стақанға темір (III) хлориді мен калий роданидінің (KSCN) сұйылтылған ерітінділерінің әрқайсысынан 100 мл-ден құйып, шыны таяқшамен араластырыңдар. Нәтижесінде Fe(SCN)3 түзілгенін көрсететін қызыл түс пайда болады: FeCl3 + 3KSCN = Fe(SCN)3 + 3KCl Осы қызыл түсті ерітіндіні төрт стақанға теңдей бөліп құйыңдар. Оларды ақ экранның алдына қойыңдар. Бірінші стақандағы ерітіндіні салыстыруға қалдырыңдар. Екінші стақанға 5 мл 1M темір (III) хлориді ерітіндісін, үшіншісіне 5 мл 1M калий роданидінің ерітіндісін қосып, ерітінділерді жақсылап араластырыңдар. Екінші және үшінші стақандардағы ерітінділердің бояуының түсінің күшеюі тепе-теңдіктің оңға ығысқанын көрсетеді. Төртінші стақанға құрғақ калий хлориді кристалдарын қосып, араластырыңдар. Калий хлоридінің еру бары-сында стақандағы ерітіндінің түсі әлсірей бастайды. Бұл тепе-теңдіктің солға қарай ығысқанын көрсетеді. Тапсырма: Тәжірибеде байқаған құбылыстарды түсіндіріп, тиісті қорытынды жасаңдар.