Chemické rovnováhy v analytické chemii

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Chemické rovnováhy v analytické chemii"

Bohumír Černý
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Teretcké zákld nltcké cheme PřF UK, ZS 06/07. Chemcké rvnváh v nltcké chem úklem nltcké cheme je vhdným chemckým č fzkálně chemckým půsením n vzrek vvlt pzrvtelnu změnu, z jejíž vlstnst velkst lze usuzvt n kvlttvní kvntttvní slžení tht vzrku nltcká cheme prt vužívá tkvých chemckých rekcí, které príhjí pkud mžn rchle, jedntným mechnsmem úplně vedu ke vznku prduktů s výhdným chemckým č fzkálně-chemckým vlstnstm nltcké vužtí chemckých rekcí závsí n jejch termdnmce chemcké knetce znlst chemcké rvnváh umžňuje předvídt směr průěhu chemckých rekcí vpčítt kncentrce částc v rekc vstupujících vvíjet nvé nltcké technk úspěšně plkvt chemcké nstrumentální metd nlýz vpčítávt ch nltckých stnvení chemcké rvnváh jsu zákldem většn nltckých stnvení cdzcké dscční rekce (včetně hdrlýz) srážení dčně-redukční rekce vznk kmpleů (včetně scce) Krel Nesměrák, Tmáš Křížek 06

2 Teretcké zákld nltcké cheme PřF UK, ZS 06/07. stv I stv II hncí slu chemckých rekcí je snžvání smetrckéh uspřádání sstému (entrpe) S = k ln w (k =, J K, w pč. uspřádání) pr ztermcký děj (T = knst.) lze stv sstému chrkterzvt pmcí Gsv (vlné) energe G = H T S mnmlzce energe sustv (H = U + pv) = tepl srvné/uvlněné ěhem rekce mnmlzce uspřádání sustv Gsv energe stvvá velčn chrkterzující tendenc sstémů k spntánním prcesům A + B X + Y stv I stv II změn Gsv energe v průěhu rekce je dán G = G II G I stv jedntlvé slžk sustv lze chrkterzvt pmcí chemckéh ptencálu (prcální mlární Gsv energe) μ G G n Krel Nesměrák, Tmáš Křížek 06

3 Teretcké zákld nltcké cheme PřF UK, ZS 06/07. ptm G = μ X + μ Y μ A μ B chemcký ptencál lze vztáhnut n stndrdní stv čstá kplná (tuhá) látk μ μ látk v rztku μ μ c RT ln c μ RT ln pk lze defnvt změnu Gsv energe z stndrdníh stvu G rekční kvcent Q ΔG μ X μ Y μ A μ B RTln X A Y B G Q G = G + RT ln Q p dsžení chemcké rvnváh je G = 0, rekční kvcent přejde n rvnvážnu knstntu rekce (K) G = RT ln (K) Krel Nesměrák, Tmáš Křížek 06

4 Teretcké zákld nltcké cheme PřF UK, ZS 06/07. G > 0 G = 0 G < 0 chemcký ptencál lze vjádřt ktvtu kncentrcí μ μ c RT ln c μ RT ln v nltcké chem prcujeme s kncentrcem, ptm zvedením mlárníh ktvtníh kefcentu můžeme psát = c rvnvážná knstnt ktvtní kncentrční ( ) K [X] [A] eq. eq. [Y] [B] eq. eq.. X A Y B K X A Y B Krel Nesměrák, Tmáš Křížek 06

5 Teretcké zákld nltcké cheme PřF UK, ZS 06/07. Operce s rvnvážným knstntm pr rácenu (zpětnu) rekc je rvnvážná knstnt rvn recprké hdntě rvnvážné knstnt půvdní (dpředné) rekce A + B AB [AB] K [A][B] AB A + B K K [A][B] [AB ] rvnvážná knstnt sučtu dvu rekcí je rvn sučnu rvnvážných knstnt jedntlvých rekcí A + C AC [AC] K [A][C] AC + C AC A + C AC K K 3 K [AC ] [AC][C] K [AC] [A][C] [AC ] [AC ] [AC][C] [A][C] knsekutvní knstnt celkvá knstnt Výpčt v sstémech chemckých rvnváh hmtvá lnce částc npř. dscce kseln fsfrečné c(h 3 PO 4 ) = [H 3 PO 4 ] + [H PO 4 ] + [HPO 4 ] + [PO 3 4 ] celkvá nltcká kncentrce rvnvážné kncentrce nájvá lnce částc n z z ( z ) [M ] ( z ) [A ] npř. vdný rztk dusčnnu vápentéh [C + ] + [H 3 O + ] = [OH ] + [NO 3 ] n j j j 0,05 M K HPO 4 + 0,03 M KOH Krel Nesměrák, Tmáš Křížek 06

6 Teretcké zákld nltcké cheme PřF UK, ZS 06/07. Vlv pdmínek n rvnváhu sstém ve stvu dnmcké rvnváh může ýt z tét rvnváh vveden, následně znvu ustven v jné pdě rvnváh psunutí rvnváh tut skutečnst vjdřuje Le Châtelerův Brunův prncp Sstém jsucí v rvnváze regují n rušvé vlv přcházející z klí tím, že v nch nstávjí ne se zntensvňují t děje, které změnu vvlnu rušvým záshem c nejvíce ptlčují. nel: kždá kce vvlá příslušnu rekc. změn kncentrce jedné slžk A + B X + Y dezv: zvýšení kncentrce K rušvý zásh: zvýšení kncentrce [X] [A] [Y] [B] dezv: pkles kncentrce npříkld pužtí přetku rektntů Krel Nesměrák, Tmáš Křížek 06

7 Teretcké zákld nltcké cheme PřF UK, ZS 06/07.. změn tlku sstému (zředění zhuštění) sstému zvýšení tlku dezv jemvá A + B X + Y kntrkce dezv snížení tlku npříkld sntéz mnku N (g) + 3 H (g) NH 3 (g) 3. změn teplt sstému vlv teplt je dán vn t Hffvu rvncí (mění se K) K lg K H,303R T T dezv zvýšení teplt e A + B end X + Y snížení teplt dezv Krel Nesměrák, Tmáš Křížek 06

8 Teretcké zákld nltcké cheme PřF UK, ZS 06/07. Grfcké znázrňvání chemckých rvnváh Dstruční dgrm,0 0,8 H 3 A + H A + HA A H + H N O CH C OH CH 0,6 H + N 0,4 NH pk, =,70 ( COOH) 0, pk, = 6,0 ( NH + =) pk, 3 = 9,08 ( NH H + ) 0, ph Grfcké znázrňvání chemckých rvnváh Dgrm lstí převžující estence Krel Nesměrák, Tmáš Křížek 06

9 Teretcké zákld nltcké cheme PřF UK, ZS 06/07. Grfcké znázrňvání chemckých rvnváh Ttrční křvk závslst rvnvážné kncentrce sledvné částce (tj. nltckéh sgnálu) n jemu přdnéh ttrčníh čndl ndtek ttrndu ndtek ttr. čndl px pt V(ttrční čndl), ml Termdnmcká krter nltck vužtelných rekcí hdnt rvnvážné knstnt pr rekc príhjící z 99,0% je K = 0 4 pr rekc príhjící z 99,9% je K = 0 6 mžnst psunu rekční rvnváh úprvu pdmínek, zejmén ndtkem čndel (grvmetre, spektrftmetre) pzr n vedlejší rvnváh, rušící vlv, pd. Krel Nesměrák, Tmáš Křížek 06

Podobné dokumenty

První výraz na pravé straně rovnice se označuje jako standardní reakční Gibbsova energie r G o. ν ln a

První výraz na pravé straně rovnice se označuje jako standardní reakční Gibbsova energie r G o. ν ln a Rekční ztem vnvážná knstnt Rekční ztem je vzth mez ekční Gbbsvu enegí slžením ekční směs ř zvlené teltě Tent vzth získáme dszením výzu chemcký tencál d vnce µ µ + RT ln G µ P becnu ekc G G µ L symblzuje