Сборник основных формул школьного курса химии - [2]

чем его растворимость при данной температуре.

Пересыщенный раствор содержит растворенного вещества больше, чем его растворимость при данной температуре.

Соотношения между физико-химическими величинами в растворе

Массовая доля растворенного вещества В, w(B); доля единицы или %:

где т(В)  – масса В,

т(р)  – масса раствора.

Масса раствора, m(p), г:

m(p) = m(B) + m(H2O) = V(p) • ρ(p),

где F(p) – объем раствора;

ρ(p) – плотность раствора.

Объем раствора, V(p), л:

Молярная концентрация, с(В), моль/л:

где n(В) – количество вещества В;

М(В) – молярная масса вещества В.

Изменение состава раствора

Разбавление раствора водой:

> масса растворенного вещества не изменяется: т\'(В) = т(В);

> масса раствора увеличивается на массу добавленной воды: m\'(p) = m(p) + m(H2O).

Выпаривание воды из раствора:

> масса растворенного вещества не изменяется: т\'(В) = т(В).

> масса раствора уменьшается на массу выпаренной воды: m\'(p) = m(p) – m(H2O).

Сливание двух растворов: массы растворов, а также массы растворенного вещества складываются:

т"(В) = т(В) + т\'(В);

т"(р) = т(р) + т\'(р).

Выпадение кристаллов: масса растворенного вещества и масса раствора уменьшается на массу выпавших кристаллов:

m\'(В) = m(В) – m(осадка); m\'(р) = m(р) – m(осадка).

Масса воды не изменяется.

Тепловой эффект химической реакции

*Энтальпия образования вещества ΔH °(B), кДж/моль, – энтальпия реакции образования 1 моль вещества из простых веществ в их стандартных состояниях, то есть при постоянном давлении (1 атм для каждого газа в системе или при общем давлении 1 атм в отсутствие газообразных участников реакции) и постоянной температуре (обычно 298 К , или 25 °C).

*Тепловой эффект химический реакции (закон Гесса)

Q = ΣQ

(продуктов) – ΣQ (реагентов).

ΔН° = ΣΔН°

(продуктов) – Σ ΔН° (реагентов).

Для реакции аА + bВ +… = dD + еЕ +…

ΔН° = {dΔH°(D) + еΔH°(Е) +…} – {аΔH°(А) + ЬΔH°(В) +…},

где а, b, d, e – стехиометрические количества веществ, соответствующие коэффициентам в уравнении реакции.

Скорость химической реакции

Если за время τ в объеме V количество реагента или продукта изменилось на Δ n, скорость реакции:

Для мономолекулярной реакции А → …:

v = k • 

с(А).

Для бимолекулярной реакции А + В → …:

v = k • 

с(А) • с(В).

Для тримолекулярной реакции А + В + С → …:

v = k • 

с(А) • с(В) • с(С).

Изменение скорости химической реакции

Скорость реакции увеличивают:

1) химически активные реагенты;

2)  повышение концентрации реагентов;

3)  увеличение поверхности твердых и жидких реагентов;

4)  повышение температуры;

5)  катализаторы. Скорость реакции уменьшают:

1) химически неактивные реагенты;

2)  понижение концентрации реагентов;

3)  уменьшение поверхности твердых и жидких реагентов;

4)  понижение температуры;

5)  ингибиторы.

*Температурный коэффициент скорости (γ) равен числу, которое показывает, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на десять градусов:

Химическое равновесие

*Закон действующих масс для химического равновесия: в состоянии равновесия отношение произведения молярных концентраций продуктов в степенях, равных

их стехиометрическим коэффициентам, к произведению молярных концентраций реагентов в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам, при постоянной температуре есть величина постоянная (концентрационная константа равновесия).

В состоянии химического равновесия для обратимой реакции:

аА + bВ + … ↔ dD + fF + …

Кc = [D] d • [F]f …/ [А]а • [В]b …

*Смещение химического равновесия в сторону образования продуктов

1) Увеличение концентрации реагентов;

2) уменьшение концентрации продуктов;

3) увеличение температуры (для эндотермической реакции);

4) уменьшение температуры (для экзотермической реакции);

5) увеличение давления (для реакции, идущей с уменьшением объема);

6) уменьшение давления (для реакции, идущей с увеличением объема).

Обменные реакции в растворе

Электролитическая диссоциация – процесс образования ионов (катионов и анионов) при растворении в воде некоторых веществ.

При электролитической диссоциации кислот образуются катионы водорода и анионы кислоты, например:

HNO3 = Н+ + NO3¯

При электролитической диссоциации оснований образуются катионы металла и гидроксид-ионы, например:

NaOH = Na+ + ОН¯

При электролитической диссоциации солей (средних, двойных, смешанных) образуются катионы металла и анионы кислоты, например:

NaNO3 = Na+ + NO3¯

KAl(SO4)2 = К+ + Al3+ + 2SO42-

При электролитической диссоциации кислых солей образуются катионы металла и гидроанионы кислоты, например:

NaHCO3 = Na+ + HCO3‾

Некоторые сильные кислоты

HBr, HCl, НСlO4, H2Cr2O7, HI, HMnO4, H2SO4, H2SeO4, HNO3, Н2СrO4

Некоторые сильные основания

RbOH, CsOH, КОН, NaOH, LiOH, Ba(OH)2, Sr(OH)2, Ca(OH)2

Степень диссоциации α – отношение количества продиссоциировавших частиц к количеству исходных частиц.

При постоянном объеме:

Классификация веществ по степени диссоциации

Правило Бертолле

Обменные реакции в растворе протекают необратимо, если в результате образуется осадок, газ, слабый электролит.

Примеры молекулярных и ионных уравнений реакций

1. Молекулярное уравнение: CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl

«Полное» ионное уравнение: Сu2+ + 2Сl¯ + 2Na+ + 2OH¯ = Cu(OH)2↓ + 2Na+ + 2Сl¯