Вычислить константу равновесия для гомогенной системы 4NH3 (г) + 5O2(г) ↔ 4NO(г) + 6H2O (г)
если равновесные концентрации веществ-участников реакции равны между
собой и составляют 2 моль/л. Рассчитать изменение скорости прямой и
обратной реакций при увеличении и уменьшении объема равновесной смеси
в 2 раза. Определить исходные концентрации реагирующих веществ.
K₃BO₃ + H₂O ⇄ KOH + K₂HBO₃
K₂HBO₃ + H₂O ⇄ KOH + KH₂BO₃
KH₂BO₃ + H₂O ⇄ KOH + H₃BO₃
Или в ионном виде:
BO₃³⁻ + H₂O ⇄ HBO₃²⁻ + OH⁻
HBO₃²⁻ + H₂O ⇄ H₂BO₃⁻ + OH⁻
H₂BO₃⁻ + H₂O ⇄ H₃BO₃ + OH⁻
Ионы калия гидролизу не подвергаются, они присутствуют в растворе в неизменном виде в виде катионов K⁺
Выбираем подходящие ответы:
Ионы: BO₃³⁻, K⁺, H₂BO₃⁻, OH⁻, HBO₃²⁻
Не совсем понятен смысл термина "главная ступень гидролиза". Обычно говорят "первая ступень", "вторая ступень гидролиза" и т.д.
Если под главной понимать первую (которая происходит наиболее глубоко и подавляет последующие ступени), то в качестве правильного ответа выбираем первую ступень гидролиза:
K₃BO₃ + H₂O ⇄ KOH + K₂HBO₃
2. CaCl₂, MgOHCl, CuCl₂
CaCl₂ = Ca²⁺ + 2 Cl⁻
MgOHCl = Mg²⁺ + OH⁻ + Cl⁻
CuCl₂ = Cu²⁺ + 2 Cl⁻
3. NiS, FeS, Sb₂S₃, HgS
Рассмотрим возможную реакцию растворения сульфида двухвалентного металла M в соляной кислоте: MS + 2 HCl = MCl₂ + H₂S
MS + 2 H⁺ + 2 Cl⁻ = M²⁺ + 2 Cl⁻ + H₂S
MS + 2 H⁺ = M²⁺ + H₂S
Константа равновесия этой реакции К = [M²⁺] * [H₂S] / [H⁺]²
MS - в твердом состоянии, это отдельная фаза, поэтому в константу равновесия не входит.
Уравнение диссоциации сероводородной кислоты
H₂S = 2 H⁺ + S²⁻
Константа диссоциации сероводородной кислоты Ка = [H⁺]² * [S²⁻] / [H₂S] = 6·10⁻⁸ * 10⁻¹⁴ = 6*10⁻²²
Уравнение растворения сульфида металла:
MS = M²⁺ + S²⁻
Произведение растворимости MS: ПР(MS) = [M²⁺] * [S²⁻]
Возвращаемся к константе равновесия реакция растворения:
К = [M²⁺] * [H₂S] / [H⁺]²
Выразим [M²⁺] через ПР и подставим в константу равновесия:
[M²⁺] = ПР/ [S²⁻]
К = ПР * [H₂S] /( [H⁺]²* [S²⁻] )
Обращаем внимание, что произведение всех концентраций равно обратной величине константы диссоциации Ka:
К = ПР / Ka
Если К больше 1, т.е. если ПР больше Ка, то равновесие сдвинуто вправо, реакция растворения идет.
ПР(NiS) = 3*10⁻²¹
ПР(FeS) = 3.7*10⁻¹⁹
ПР(HgS) = 1.6*10⁻⁵²
ПР (Sb₂S₃) = 1.7*10⁻⁹³
Ка = 6*10⁻²²
Растворение в соляной кислоте возможно для FeS (K >>1 ), намного труднее для NiS (К ≈ 1) и невозможно для HgS (К << 1) и Sb₂S₃ (K << 1)
4.Идут практически до конца:
а)
AlCl₃ + Na₃PO₄ = AlPO₄ ↓ + 3 NaCl
Al³⁺ + 3 Cl⁻ + 3 Na⁺ + PO₄³⁻ = AlPO₄ + 3 Na⁺ + 3 Cl⁻
Al³⁺ + PO₄³⁻ = AlPO₄
б)
ZnSO₄ + Na₂S = ZnS↓ + Na₂SO₄
Zn²⁺ + SO₄²⁻ + 2 Na⁺ + S²⁻ = ZnS + 2 Na⁺ + SO₄²⁻
Zn²⁺ + S²⁻ = ZnS
5.
Pb(NO₃)₂ + Na₂SO₄ = PbSO₄↓ + 2 NaNO₃
Pb²⁺ + SO₄²⁻ = PbSO₄↓
ПР = [Pb²⁺] * [SO₄²⁻ ] = 1.6*10⁻⁸
Если ионное произведение ИП (произведение фактической концентрации ионов) выше, чем ПР, то произойдет выпадение осадка. Если ИП ниже, то осадка не будет
В нашем случае ИП = С(Pb²⁺) * С(SO₄²⁻)
При сливании одинаковых объемов двух растворов объем нового раствора удваивается. Количество же вещества растворенных в исходных растворах солей не изменяется. Значит, в новом растворе концентрация этих солей будет в два раза ниже, чем в исходных.
Поэтому ИП = С(Pb²⁺) * С(SO₄²⁻) = {С(Pb(NO₃)₂) / 2) * (C(Na₂SO₄) / 2) =
= (0.02 / 2) * (0.02 / 2) = 0.01 * 0.01 = 1*10⁻⁴
ИП = 1*10⁻⁴
ПР = 1.6*10⁻⁸
Как видно, ИП намного больше, чем ПР, значит, осадок выпадает