Хімічна кінетика і каталіз. Розчини неелектролітів. Електропровідність розчинів електролітів. Поверхневі явища, страница 2

R=2.303/7 lg 100/(100-3.425)= 0.00507

Період напіврозпаду визначається по рівнянню k=0.6932/τ

τ = 0.6932/0.00507=137днів.

2. Визначити енергію активації реакції розкладання йодистого водню, якщо відомі константи швидкостей при двох температурах:

Кт = 8,1.10-5 при Т1 = 629° і Кт2=0,106 при Т2 = 781˚.

Рішення.

Залежність константи швидкості від енергії   активації визначається рівнянням:

К=КE/RT или ln К= ln К0     -E/RT

Підставляючи в це рівняння послідовно Кт] Т1 і Кт2, Т2 і виключаючи Ко, отримаємо

Ln Кт2 т1 =E/R( 1/Т1 – 1/ Т2),

Звідки  Е=R/( 1/Т1 – 1/ Т2)ln Кт2 т1  або заміна натурального логаритму  десятичним і R     з його чісельним значенням 1,987 ккал/моль*град:

Е=4,575/ ( 1/Т1 – 1/ Т2)lg Кт2 т1      

Підставимо в цю формулу числові данізадачі , маємо

Е=(4,575 / (1/692-11/781))lg0.106/0.000081=46000кал/моль.

            Фотохімічні реакції

Хімічні реакції, що протікають під дією світла, називаються фотохімічними. Найбільше значення з них має фотосинтез. У цьому розділі треба звернути увагу на суть процесу фотосинтезу і роль хлорофілу в нім.

ЛІТЕРАТУРА: 1, с. 209-219.

Питання для самоперевірки.

1.  Які реакції називаються фотохімічними?

2.  Напишіть сумарне рівняння фотосинтезу.

3.  Що таке квантовий вихід?

4.  Яка роль хлорофілу в процесі фотосинтезу?

Хімічна рівновага

У вченні про хімічну рівновагу розглядаються оборотні хімічні процеси. Зафіксуйте увагу на різниці у визначенні оборотного процесу з термодинамічної точки зору і з погляду хімічної рівноваги. Потренуйтеся в написанні констант рівноваги оборотних гомогенних і гетерогенних реакцій, у тому числі і з використанням парціального тиску. Особливе значення в цій темі має встановлення зв'язку між константою рівноваги і зміною вільній енергії. Вирішіть типові завдання по цій темі. Потренуйтеся у визначенні зсуву рівноваги на основі принципу Ле-шателье.

ЛІТЕРАТУРА: 1, с. 220—230, 233—235; 2, с. 35—41.

Вирішення  типових  завдань

1. Обчислити рівноважні концентрації водню і йоду при температурі 600°К До в реакції Н2 + J2=2HJ, якщо їх початкові концентрації складають 0,03 мoль/л, а рівноважна концентрація йодистого водню рівна 0,04 мoль/л. Знайти константу рівноваги і величину изобарно-изотермічногоо потенціалу реакції при цій температурі.

Рішення.

На створення  двох молі HJ відповідно до рівняння реакції Н2 + J2=2HJ йде один моль Н2 і один моль J2, тому для створення 0,04 моля НJ потрібний 0,02 моля Н2 і 0,02 моля J2, звідси їх рівноважні концентрації складають 0,03—0,02=0,01 моля.

Для розрахунку константи рівноваги після написання виразу в загальному вигляді підставимо в цей вираз чисельні дані:

К=(HJ)2/(H2)(J2)=(0.04)2/(0.010.01)=4(10-2)400-2/10-210-2=16(10-4)/10-4=16

Далі розраховуємо зміну ізобарно-ізотермічного потенціалу цього процесу, використовуючи зв'язок величини ∆G і К

∆G = — RТ lnК= -2,303 RTlgK

∆G = -2,303-8,343-600-lg   16-2,303 • 8,313 • 600 • 1,204 =

= - 15798 Дж/моль= -15,798 кДж/моль.

Отже, рівноважні концентрації водню і йоду рівні 0,01 моль/л, константа рівноваги рівна 16, величина изобарно-термического потенціалу рівна -15,798 кДж/моль.

2. Знайти константу рівноваги при температурі 25°С реакції:

С2H2(газ.)+2Н2(газ.)=С2Н6 (газ.), якщо ∆H°=-74,44 ккал/мoль    і  ∆S0= -24,4 кал/град• мoль

Рішення.

Зв'язок між константою рівноваги в стандартних умовах і стандартним

 ізобарно-ізотермічнимпотенціаломреакції виражається рівнянням ∆G = —RTlgK   або,
якщо ∆G ° виражене в ккал/мoль, ∆G °= -4,576 Т lg К.                       (1)

Стандартний пзобарно-изотермический потенціал пов'язаний із стандартними значеннями ентальпії і ентропії реакції співвідношенням:

                               ∆G °=∆H °—T∆S0                                               (2)

Знайдемо величину ізобарно-ізотермічного потенціалу за даними завдання, переводячи ∆G0 в калорії.

∆G0 =-74 440 — 298 (-24,4) =-74 440 + 7271,2 =

= 67168,8 кал/моль -67,1688 ккал/мoль.