Лекция (1) (1106710)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Химическое и электрохимическоеравновесиеКонстанты реакций. Смещениеравновесия.В лекции использованы материалы курса проф.В.В.Еремина1Равновесие2Некоторые понятия34Выбор стандартного состоянияi(0'i a 1)RT ln aiВыражение для химического потенциала, определяющееактивность, должно иметь такой выбор стандартного состояния,чтобы это выражение оставалось обобщением классическойтеории идеальных растворов и полностью охватывало этутеорию. В стандартном состоянии и при приближении к немуактивность должна совпадать с мольной долей компонента.При переходе к разбавленным растворам уменьшениеконцентрациирастворенноговеществанедолжносопровождаться ни энергетическим эффектом, ни изменениемпарциального мольного объема, ни другими проявлениямимежмолекулярного взаимодействия.Для растворителя a1 ~ X1 при X1 ~ 1Для растворенного вещества a2 ~ X2 при X1 ~ 05Методы расчета активностей• Распределениекомпонентамеждунесмешивающимися жидкостями• По (изменению) давления пара над жидкостью• По понижению температуры замерзания растворов• По формулам теории электролитов• По электродвижущей силе• …Активность входит во ВСЕ основные выражения(химической термодинамики и не только).6Равновесие в реакцииn1A + n2B = n3C + n4D7Изотерма химической реакцииреакция1A1+Закондействующих масс,Гульдберг-Вааге:ИзотермареакцииВант-Гоффа:2A2+ ...

=0k ke( r G) p ,T1' B1+2' B2/ RTi, jKRT ln K00+ ...* v1'B1*1A1( p ) * ...( p ) * ...* v1'B1*1A1( p ) * ...RT ln( p ) * ...8Пример расчета равновесий9Расчет равновесия10Различные выражения дляконстант равновесия11Зависимость от температуры12Температурная зависимостьконстантыR13Экспериментальное определениеконстант равновесия• Статистические методы - достижение равновесияпри постоянной температуре, закалка, анализ• Динамические методы (для быстрых реакций) –использование in situ (физических: спектральных ипр.) методов анализа• Измерение давления – изменение числа молей г / ореагентов (при постоянном объеме)… Или,например, измерение плотности (при постоянномдавлении).• Прямое измерение потенциального давление –использование мембран и специальных датчиков• Измерение теплопроводности• Измерение э.д.с.14• Расчет и моделированиеСвойства констант равновесия15Гальванический элемент (Даниэля-Якоби)Zn = Zn2+ + 2e-, -0.76ВCu2+ + 2e- = Cu, 0.34ВH = G + T S = -nFE + T* S,16Уравнение Нернста298КaA + bB + ...

+ ne– = mM + nN + ...17Особенности• В достаточно разбавленных водных растворах концентрациюводы можно считать величиной постоянной, поэтому она нефигурирует в знаменателе дроби, но в неявном виде входит всостав константы Е0.• Если окислительно-восстановительная система включает всебя малорастворимое вещество, то его концентрация, будучитакжевеличинойпостоянной,невключаетсявлогарифмический член уравнения Нернста.• Для металлических электродов, то есть для окислительновосстановительных систем, представляющих собой металл,контактирующий с раствором, содержащим катионы этого жеметалла, уравнение Нернста включает только концентрациюкатионов металла в растворе.• Если окислительно-восстановительная система включает всебя малорастворимый в воде газ (H2, O2, N2 и т.д.), то вуравнение Нернста входит не концентрация этого газа, а егопарциальное давление.18Определения• Электрод, на котором при работегальванического элемента протекаетпроцесс окисления, называется анодом,электрод, на котором идет процессвосстановления–катодом.Присхематическомизображениигальваническихэлементовслевазаписывают анод, справа – катод(стандартный водородный электродвсегда записывают слева).19Стандартный водородныйэлектрод• Значенияэлектродныхпотенциаловопределяются относительно некоторогоэлектрода, потенциал которого условнопринят за нулевой.

Таким эталоннымэлектродомвыбранводородныйвстандартных условиях. Его устройствотаково: платиновый электрод, покрытыймелкодисперсной платиной (платиновойчернью), погруженный в раствор сернойкислоты с активностью ионов водорода 1моль∙л–1, обдувается струей газообразноговодорода под давлением 100 кПа (1 атм).• Н2 = 2Надс (Pt) = 2Н++ 2е• Потенциал = 0, если a(H+) = 1!20Стандартные электродные потенциалы Е298º (В)в водных растворахE298º, ВLi+ + e- → Li-3,01Rb+ + e- → Rb-2,98K+ + e- → K-2,92Na+ + e- → Na-2,71SO42- +H2O + e- → SO32- + 2OH- -0,932H2O + 2e- → H2 + 2OH-0,83Fe2+ + 2e- → Fe-0,44Pb2+ + 2e- → Pb-0,13H+ + e- → ½H20,00Cu2+ + 2e- → Cu0,34O2 + 2e- → 4OH0,40I2(K) + 2e- → 2I0,54MnO4- + e- → MnO420,54MnO4- + 2H2O +3e- → MnO2 + 4OH0,59MnO4- + 8H+ +5e- → Mn2+ + 4H2O1,51Au+ + e- → Au1,70F2 + 2H+ + 2e- → 2HF(р)3,06Применение22Коррозия металла4Fe + 3O2 → 2Fe2O323Диаграммы Пурбе+2,0+1,0 Fe3+E0Fe2+FeO22Fe2O3СправочникFe3O4химика т.

III,стр. 775 –FeOH2+825Диаграммы E – pH сучетом всех формсуществования ионовв растворе.FeOOH-1,0FepHМагнитные наночастицы25Диаграмма ФростаЛатимерФростДиаграммыокислительных состояний:•Определениенаиболееустойчивойстепениокисления•Диспропорционирование•Продукты реакций•RedOx способностьОсновное27Вместо заключения• Расчет констант равновесия является одним изсамых востребованных приложений термодинамики кхимическим процессам• Использование понятие «активность» необходимодля того, чтобы избежать применения сложныхуравнений,учитывающихразличныемежмолекулярные взаимодействия• Электрохимические подход позволяет напрямую нетолько использовать энергии химических реакций, нои проводить анализ установившихся равновесий• Существующие диаграммы Пурбе и др.

позволяютграфически анализировать возможности протеканияпроцессов в том или ином направлении28.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций