хімічна рівновага реакції A+B=C=D ВСТАНОВИТИ КОнцентрацію речовини А=6 моль В=2 моль С=4моль В=3 моль в рівноважну систему додали 4 моль речовини B обчисльть рівноважні концентрації речовин

а) mno − - окислитель, восстанавливается в кислой среде до mn2+; fe2+ - восстановитель, окисляется

4

3+

до fe .

feso4 + kmno4 + h2so4 → fe2(so4)3 + k2so4 + mnso4 + h2o

mno − + 8h+ + 5 e = mn2+ + 4h2o

4

2

2fe2+ - 2 e = fe3+ 5

2mno 4 + 16h + 10fe = 2mn + 8h2o + 10fe3+

− + 2+ 2+

10 feso4 + 2kmno4 + 8h2so4 = 5fe2(so4)3 + k2so4 + 2mnso4 + 8h2o.

б) clo − - окислитель, восстанавливается до cl − ; cl − - восстановитель, окисляется до cl2:

3

kclo3 + hcl → kcl + cl2 + h2o

clo − + 6h+ + 6 e = cl − + 1

3

3h2o

2cl − - 2 e = cl2 3

− + − −

clo 3 +6h + 6cl → cl + 3h2o+3cl2

kclo3 + 6hcl = kcl + 3cl2↑ + 3h2o.

в) h2o - окислитель, восстанавливается до h2; si - восстановитель, окисляется в щелочной среде до

2−

sio :

3

si + naoh + h2o → na2sio3 + h2

2h2o + 2 e = h2 + 2oh − 2

si + 6oh - 4 e = sio 3 + 1

− 2−

3h2o

4h2o+si+6oh − = 2h2+4oh − + sio 2− + 3h2o

3

si + 2naoh +h2o = na2sio3 + 2h2↑.

п р и м е р 119 рассчитайте содержание kmno4 (ω,%) в техническом продукте, если при дейст-

вии на него раствором соляной кислоты массой 25 г образуется такое количество хлора, которое спо-

собно вытеснить весь иод из раствора, содержащего ki массой 83 г.

решение

1) 2kмno4 + 16hcl = 2kcl + 2mncl2 + 5cl2 + 8h2o

2) 2ki + cl2 = 2kcl + i2

m(kmno4) = 158 г/моль; m(ki) = 166 г/моль.

из уравнений реакций (1,2) следует, что 2 моль kmno4→ 5 моль cl2 → 10 моль ki, т.е. 1 моль

kmno4 → 5 моль ki.

ν(ki) = 83/166 = 0,5 моль. с данным количеством ki вступит в реакцию 0,1 моль kmno 4 или

0,1•158 = 15,8 г.

откуда ω = 15,8•100/25 = 63,2%.

п р и м е р 120 при нагревании смеси нитратов натрия и свинца образовался pbo массой 22,3 г и

выделился газ объемом 6,72 дм3 (н. рассчитайте массу смеси исходных веществ.

решение

t

1) 2nano3 = 2nano2 + o2 ↑

t

2) 2pb(no3)2 = 2pbo + 4no2 ↑ + o2 ↑

m(nano3) = 85 г/моль; m(pbo) = 223 г/моль;

m(pb(no3)2) = 331 г/моль.

количество оксида свинца(ii) равно ν = 22,3/223 = 0,1 моль. из уравнения реакции (2) следует, что

2 моль pb(no3)2 → 2 моль pbo, поэтому ν(pb(no3)2) = = 0,1 моль или 0,1•331 = 33,1 г.

объем газов no2 и o2, выделяющихся по реакции (2) составит 0,25 моль или 0,25•22,4 = 5,6 дм3.

следовательно, по реакции (1) выделится кислород объемом 6,72 -5,60 = 1,12 дм3, что составляет

1,12/22,4 = 0,05 моль. в состав смеси входит nano3 в количестве 0,05•2 = 0,10 моль или 0,1•85 = 8,5 г.

тогда масса смеси исходных веществ составит 33,1 + 8,5 = 41,6 г.

п р и м е р 121 к раствору иодида калия в кислой среде добавлено 200 см3 0,6 н раствора дихро-

мата калия. какая масса иода выделилась?

решение

6ki + k2cr2o7 + 7h2so4 = 3i2 + 4k2so4 + cr2(so4)3 + 7h2o

m(k2cr2o7) = 294 г/моль; mэ(k2cr2o7) = 294/6 = 49 г/моль.

масса k2cr2o7 в 200 см3 0,6 н раствора равна 0,649•200/1000 = 5,88 г или 5,88/294 = 0,02 моль. из

уравнения реакции следует, что 1 моль k2cr2o7 → → 3 моль i2, тогда из 0,02 моль k2cr2o7 выделится

0,06 моль i2 или 0,06•254 = = 15,24 г.

п р и м е р 122* * какую массу kclo3 следует взять для получения кислорода необходимого для

реакции каталитического окисления аммиака, образующегося при нагревании раствора (nh4)2so4 мас-

сой 500 г (ω = 13,2 %) и ca(oh)2 массой 100 г, содержащий примесь карбоната кальция (ω = 3,5 %).

решение

1) 2kclo3 = 2kcl + 3o2↑

2) 4nh3 + 5o2 = 4no↑ + 6h2o

3) (nh4)2so4 + ca(oh)2 = caso4 + 2nh3↑ + 2h2o

m(kclo3) =122,5 г/моль; m((nh4)2so4) =132 г/моль;

m(ca(oh)2) =74 г/моль.

Ионная связь — сильная химическая связь, возникающая в результате электростатического притяжения катионов и анионов. Возникает между атомами с большой разностью (>1,7 по шкале Полинга) электроотрицательностей, при которой общая электронная пара переходит преимущественно к атому с большей электроотрицательностью. Это притяжение ионов как разноимённо заряженных тел. Примером может служить соединение CsF, в котором «степень ионности» составляет 97 %. Ионная связь — крайний случай поляризации ковалентной полярной связи. Образуется между типичными металлом и неметаллом. При этом электроны у металла полностью переходят к неметаллу, образуются ионы.

Атомы натрия и фтора подвергающиеся окислительно-восстановительной реакции с образованием фторида натрия. Натрий теряет свой внешний электрон, приобретая стабильную электронную конфигурацию, и этот электрон переходит в атом фтора. Противоположно заряженные ионы притягиваются друг к другу с образованием стабильного соединения.

Если химическая связь образуется между атомами, которые имеют очень большую разность электроотрицательностей (ЭО > 1,7 по Полингу), то общая электронная пара полностью переходит к атому с большей ЭО. Результатом этого является образование соединения противоположно заряженных ионов:

{\displaystyle {\mathsf {A}}\cdot +\cdot {\mathsf {B}}\to {\mathsf {A}}^{+}[:{\mathsf {B}}^{-}]} {\mathsf A}\cdot +\cdot {\mathsf B}\to {\mathsf A}^{+}[:{\mathsf B}^{-}]

Между образовавшимися ионами возникает электростатическое притяжение, которое называется ионной связью. Вернее, такой взгляд удобен. На деле ионная связь между атомами в чистом виде не реализуется нигде или почти нигде, обычно на деле связь носит частично ионный, а частично ковалентный характер. В то же время связь сложных молекулярных ионов часто может считаться чисто ионной. Важнейшие отличия ионной связи от других типов химической связи заключаются в ненаправленности и ненасыщаемости. Именно поэтому кристаллы, образованные за счёт ионной связи, тяготеют к различным плотнейшим упаковкам соответствующих ионов.

Характеристикой подобных соединений служит хорошая растворимость в полярных растворителях (вода, кислоты и т. д.). Это происходит из-за заряженности частей молекулы. При этом диполи растворителя притягиваются к заряженным концам молекулы, и, в результате Броуновского движения, «растаскивают» молекулу вещества на части и окружают их, не давая соединиться вновь. В итоге получаются ионы, окружённые диполями растворителя.

При растворении подобных соединений, как правило, выделяется энергия, так как суммарная энергия образованных связей растворитель-ион больше энергии связи анион-катион. Исключения составляют многие соли азотной кислоты (нитраты), которые при растворении поглощают тепло (растворы охлаждаются). Последний факт объясняется на основе законов, которые рассматриваются в физической химии. Взаимодействие ионов

Если атом теряет один или несколько электронов, то он превращается в положительный ион — катион (в переводе с греческого — "идущий вниз). Так образуются катионы водорода Н+, лития Li+, бария Ва2+. Приобретая электроны, атомы превращаются в отрицательные ионы — анионы (от греческого «анион» — идущий вверх). Примерами анионов являются фторид ион F−, сульфид-ион S2−.

Катионы и анионы притягиваться друг к другу. При этом возникает химическая связь, и образуются химические соединения. Такой тип химической связи называется ионной связью:

Ионная связь — это химическая связь, образованная за счет электростатического притяжения между катионами и анионами.