Chuong 9 can bang hoa hoc

Chương IX CÂN BẰNG HÓA HỌC Giảng viên: Nguyễn Minh Kha •Phản ứng chiều (pư hoàn toàn): = hay  Ví dụ - KClO3 (r) = KCl(r) + 3/2O2(k)  Phản ứng thuận nghịch (pư không hoàn toàn): ⇌ Ở đk, pư xảy đồng thời theo hai chiều ngược Ví dụ - H2 (k) + I2 (k) ⇌ 2HI (k) - pư thể tích pha HCl(dd) + NaOH(dd) = NaCl (dd) + H2O(l) Phản ứng đồng thể Phản ứng dị thể -pư diễn bề mặt phân chia pha Zn (r) + 2HCl (dd) = ZnCl2(dd) + H2(k) Phản ứng đơn giản - pư diễn qua giai đoạn (1 tác dụng bản) Ví dụ: H2(k) + I2(k) = 2HI (k) Phản ứng phức tạp – pư diễn qua nhiều giai đoạn ( nhiều tác dụng bản) Các giai đoạn : nối tiếp , song song, thuận nghịch… Ví dụ 2N2O5 = 4NO2 + O2 Có hai giai đoạn: N2O5 = N2O3 + O2 N2O5 + N2O3 = 4NO2 Định luật tác dụng khối lượng (M.Guldberg P Waage ) Ở nhiệt độ không đổi, pư đồng thể, đơn giản: aA + bB = cC + dD Tốc độ phản ứng : v = k.CaA.CbB Định luật tác dụng khối lượng Guldbergwaage nghiệm cho pư đơn giản cho tác dụng pư phức tạp Cân hóa học Phản ứng hệ khí lý tưởng (pư đơn giản ): aA (k) + bB(k) =0   C0A CA  ⇌ C0B CB  vt = (CA)cb=const G=0 (PA)cb=const cC(k) Cc  + dD(k) (mol/l ) CD  (CB)cb=const (Cc)cb=const (CD)cb =const (PB)cb=const (PC)cb=const (PD)cb =const v vt  k t C C a A vt vt = vn  k n C C c C cb  b B d D Nhận xét trạng thái cân hoá học  Trạng thái cbhh trạng thái cân động  Trạng thái cân ứng với Gpư=  Dấu hiệu trạng thái cân hoá học:  Tính bất biến theo thời gian  Tính linh động  Tính hai chiều (A’=0) Hằng số cân cho phản ứng đồng thể Hệ khí lý tưởng aA(k) + bB(k) ⇌ cC(k) + dD(k) (pư đơn giản ) Khi trạng thái đạt cân bằng: k t  C a A vt = cb  C cb  k n  C cb  C cb b B c C d D kt CcC CdD KC   a b kn CA CB cb K – số nhiệt độ xác định: số cân Kp   pcC p dD paA p bB c d  CC RT  CD RT  cb   cb   a b CA RT  CBRT  K p  KC RT  n CcCCdD CaA CbB cb RT  c  d  a  b  Xác định K NOCl(K) NO(k) + Cl2(k) [NOCl] [NO] [Cl2] Ban đầu Phản ứng Cân 2.00 [NO]2[Cl2 ] [NOCl]2 +0.33 - 0.66 1.34 K K +0.66 0.66 0.33 [NO]2[Cl2 ] [NOCl]2 = (0.66) (0.33) (1.34)2 = 0.080 Hằng số cân cho phản ứng đồng thể (Dung dịch lỏng , loãng) aA(dd) + bB(dd) ⇌ cC(dd) + dD(dd) KC   CCc CDd C Aa CBb cb CH3COONa (dd) + 2H2O ⇌ CH3COOH(dd)+NaOH(dd) CH3COO- (dd) + 2H2O ⇌ CH3COOH (dd) + OH- (dd) Kt  CH 3COOH OH  CH COO     Hằng số thuỷ phân Viết biểu thức số cân S(r) + O2(k) SO2(k) Kp   PSO2 KC   CSO2 PO2 CO2 KP = KC cb cb S(r) + O2(k) SO2(k) +1/2 O2(k) S(r) + 3/2 O2(k) K3  SO3 cb O  2 cb SO2(k) K1 = [SO2] / [O2] SO3(k)K2 = [SO3] / [SO2][O2]1/2 SO3(k) K3 = ???? SO3 cb  SO2    K1.K     O SO 2 cb O  cb Thay đổi hệ số tỉ lượng S(r) + 3/2 O2(k) SO3(k) S(r) + O2(k) SO3(k) K1  K2  SO3 cb O  2 cb SO  cb O  cb K2 = K12 Đổi chiều phản ứng S(r) + O2(k) SO2(k) SO2(k) S(r) + O2(k) K1  SO2 cb  O  cb K2  O2 cb SO  cb Kthuận = 1/Knghịch  K1 Quan hệ số cân G Phản ứng dị pha : aA + bB ⇌ cC + dD Q GT  G  RT ln Q  RT ln K T  C D  Q a b  A B   c d  C D  K  Q cb   a b   A B  cb c Chất khí lý tưởng [] → P (atm)/P0(1atm) Dung dịch loãng [] → C (mol/l)/C0(1mol/l) Rắn nc, lỏng nc, dung môi (H2O) → d Quan hệ số cân G PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ aA + bB ⇌ cC + dD Khí lý tưởng  p cC p dD  Qc QP G T  G  RT ln  a b   G T  RT ln Q P  RT ln  RT ln KP Kc  pA pB  T Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng: GT =  pCc pDd  G   RT ln  a b    RT ln K p  p A pB cb T Dungdịch lỏng,loãng  CcCCdD  Qc   G T  G  RT ln  a b   G T  RT ln Qc  RT ln Kc  CA CB   T Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng: GT = c d  C C GT0   RT ln  Ca Db  C AC B  Kp = f(bc pư, T)     RT ln K C   cb Kp  f(C) Q G T  RT ln K  Nếu Q < K → G < → phản ứng xảy theo chiều thuận  Nếu Q > K → G > → phản ứng xảy theo chiều nghịch  Nếu Q = K → G = → hệ đạt trạng thái cân Ví dụ : Tính số cân phản ứng: NO2(k) ↔ N2O4(k) 0 298K biết H 298   58 , 040 kJ  S pu 298pu  176,6 J / K Giải: 0 G298  H 298  TS 2980  - 58040  298 176,6  -5412.3J G 5412,3 ln K p     2,185 RT 8,314  298 Kp  p N O4 p NO2  8,9 NHẬN XÉT Kp Kc  Là số nhiệt độ định, phụ thuộc vào chất pư nhiệt độ, không phụ thuộc vào nồng độ áp suất riêng phần chất pư Phụ thuộc vào cách thiết lập hệ số ptpư Hằng số cân Kp ,Kc thứ nguyên Hằng phụ thuộc Hằng số số cân cân có giá trị lớnvào chất hiệu xúc suấttác pư cao Quan hệ Kp với nhiệt độ nhiệt phản ứng Go  H o  TS o G o   RT ln K p ln K   ln K   H  S RT1 R H S RT2  R K H  1     ln  K1 R  T1 T2  Ví dụ NO(k) + ½ O2(k) ⇌ NO2(k) Tính Kp 3250C?  Biết: H0 = -56,484kJ Kp = 1,3.106 250C K 598 ln K 298  H  1  ÷   ÷ R  T298 T598  K 598 56484  1     ÷ 11,437 ln 8,314  298 598  1,3.10 ln K 325  2.64 K 325  14.02 Nguyên lý chuyển dịch cân Le Chatelier Henri LeChâtelier (1850-1936) Phát biểu: Một hệ trạng thái cân mà ta thay đổi thông số trạng thái hệ (nồng độ, nhiệt độ, áp suất) cân dịch chuyển theo chiều có tác dụng chống lại thay đổi n =0 áp suất chung không ảnh hưởng đến trạng thái cân N2(k) + 3H2(k) ⇌ 2NH3(k) ; H0 Làm lạnh Đun nóng V=1lit , G1100 = 0; SnO2(r) + 2H2(k) ⇌ 2H2O(k) + Sn (l) 0,1mol 0,316 mol mol 1mol  H 2O  KC    10  K P 2 H  0.316 1)Tính Kc, KP 1100K 2) Tính (G01100)pư xác định chiều pư : SnO2(r) + 2H2(k) V= lit ; 0,01 mol 0,1 mol ⇌ 2H2O(k) + Sn (l) 0,1 mol 1mol G1100   RT 2,303 lg Kc  8,314.1100.2,303 lg 10  21062 J  G  G 1100  H 2O   RT 2,303 lg H 2 Qc  RT 2,303 lg 0 Kc 3)Cân chuyển dịch phía trường hợp Tăng nhiệt độ.Cho biết Kp= 1,5 900K H0 >0 , chiều thuận Tăng thể tích bình phản ứng lên 10 lần n=0 , cân không dịch chuyển [...]... hệ đạt trạng thái cân bằng Ví dụ : Tính hằng số cân bằng của phản ứng: 2 NO2(k) ↔ N2O4(k) 0 0 ở 298 K khi biết H 298   58 , 040 kJ và  S pu 298 pu  176,6 J / K Giải: 0 0 G 298  H 298  TS 298 0  - 58040  298 176,6  -5412.3J G 0 5412,3 ln K p     2,185 RT 8,314  298 Kp  p N 2 O4 p 2 NO2  8 ,9 NHẬN XÉT về Kp và Kc  Là hằng số ở nhiệt độ nhất định, chỉ phụ thuộc vào bản chất pư và nhiệt... NO(k) + ½ O2(k) ⇌ NO2(k) Tính Kp ở 3250C?  Biết: H0 = -56,484kJ và Kp = 1,3.106 ở 250C K 598 ln K 298  H 0  1 1  ÷   ÷ R  T 298 T 598  K 598 56484  1 1     ÷ 11,437 ln 6 8,314  298 598  1,3.10 ln K 325  2.64 K 325  14.02 Nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Chatelier Henri LeChâtelier (1850- 193 6) Phát biểu: Một hệ đang ở trạng thái cân bằng mà ta thay đổi một trong các thông số trạng... 8,314.1100.2,303 lg 10  21062 J  0 G  G 0 1100 2  H 2O   RT 2,303 lg H 2 2 Qc  RT 2,303 lg 0 Kc 3)Cân bằng sẽ chuyển dịch về phía nào trong các trường hợp Tăng nhiệt độ.Cho biết Kp= 1,5 ở 90 0K H0 >0 , chiều thuận Tăng thể tích bình phản ứng lên 10 lần n=0 , cân bằng không dịch chuyển