Известно, что положение химического равновесия зависит от температуры, а именно:при повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции.Математически зависимость константы равновесия от температуры выражаетсяуравнением изобары химической реакции: (1.47)Проанализируем это дифференциальное уравнение. Чем больше абсолютная величина теплового эффекта и чем ниже температура, тем больше величина производной и тем, следовательно, сильнее сказывается изменение температуры на величине Кp, тем в большей степени смещается равновесие.Очевидно, что знак производной зависит только от знака DН: при DН>0 (реакция эндотермическая) увеличение температуры приводит к увеличению Кp, т.е. равновесие смещается в сторону эндотермической реакции. Таким образом,уравнение изобары является математическим выражением принципа Ле-Шателье.Для того, чтобы производить расчеты с уравнения изобары его необходимо проинтегрировать: (1.48)Для точного интегрирования необходимо знать зависимость DН от температуры. В простейшем случае можно считать, что в данном температурном интервале тепловой эффект от температуры не зависит. Тогда:lnKp = - DН/RT + В (1.49)где В - постоянная интегрирования.Согласно уравнению (1.49) зависимость lgKp от 1/Т выражается прямой линией, тангенс угла наклона которой равен - DН/R. Отсюда DН0 = - R tg a.Таким образом, определив константы равновесия реакции при нескольких температурах, можно графически определить тепловой эффект реакции. Этот метод обычно используется если измерение теплового эффекта или расчет по закону Гесса затруднены.Теперь возьмем определенный интеграл в интервале температур от Т1 до Т2 :lg (Kp 2/Kp 1) = DН/R (1/T1 - 1/T2) (11.50)где Кр1 и Кр 2 – константы равновесия при температурах Т1 и Т2.
2Na+2H2O = 2NaOH+ H2 v (Na)=v (NaOH)= 13.8г/23г/моль= 0.6моль=v (H2O) m вступившая в реакцию(H2O)=0.6моль*18г/моль=10.8г m оставшаяся (H2O)=250-10.8=239.2г 3NaOH+H3PO4 =Na3PO4+3H2O m (H3PO4)=50г*0.58=29г m (H2O)в растворе=50-29=21г v (H3PO4)=29г/98г/моль=0.296моль v (Na3PO4)=v (NaOH)/3=0.2моль m (Na3PO4)=0.2моль*164г/моль=32.8г v оставшегося (H3PO4 ) = 0.296моль-0.2 моль=0.096моль m(H3PO4)=0.096моль*98г/моль=9.4г m образовавшейся (H2O)=0.6моль*18г/моль=10.8г m (H2O)=239.2г+10.8г+21г=271г m (раствора)=m (H2O)+m (H3PO4)+ m(Na3PO4)=271г+9.4г+32.8г=313.2г w (Na3PO4)=32.8г/313.2г*100%=10.47% ответ: w (Na3PO4)=10.47%
v (Na)=v (NaOH)= 13.8г/23г/моль= 0.6моль=v (H2O)
m вступившая в реакцию(H2O)=0.6моль*18г/моль=10.8г
m оставшаяся (H2O)=250-10.8=239.2г
3NaOH+H3PO4 =Na3PO4+3H2O
m (H3PO4)=50г*0.58=29г
m (H2O)в растворе=50-29=21г
v (H3PO4)=29г/98г/моль=0.296моль
v (Na3PO4)=v (NaOH)/3=0.2моль
m (Na3PO4)=0.2моль*164г/моль=32.8г
v оставшегося (H3PO4 ) = 0.296моль-0.2 моль=0.096моль
m(H3PO4)=0.096моль*98г/моль=9.4г
m образовавшейся (H2O)=0.6моль*18г/моль=10.8г
m (H2O)=239.2г+10.8г+21г=271г
m (раствора)=m (H2O)+m (H3PO4)+ m(Na3PO4)=271г+9.4г+32.8г=313.2г
w (Na3PO4)=32.8г/313.2г*100%=10.47%
ответ: w (Na3PO4)=10.47%