Рассчитайте Go при 25 оС для химической реакции: 4HCl(г) + O2(г) = 2Cl2(г) + 2H2O(ж). Стандартные значения энтальпии образования и абсолютной энтропии при 25 оС равны: fHo(HСl) = -22.1 ккал/моль, fHo(H2O(ж)) = -68.3 ккал/моль; So(HCl) = 44.6 кал/(моль. K), So(O2) = 49.0 кал/(моль. K), So(Сl2) = 53.3 кал/(моль. K), So(H2O(ж)) = 16.7 кал/(моль. K).
Объяснение: Рассмотрим химическую реакцию, протекающую при смешивании
растворов хлорида натрия и нитрата серебра. Запишем уравнение реакции:
NaCl + AgNO3 = AgCl + NaNO3
В данном случае при смешивании растворов образование осадка
хлорида серебра происходит практически мгновенно.
В то же время существует ряд реакций, требующих значительного
времени (минут, часов и даже лет) для того, чтобы произошло заметное
превращение исходных веществ в продукты. Примеры:
- коррозия металлов
4Fe + 3O2 + 6H2O 4Fe(OH)3
- брожение глюкозы
ферменты C H O 2C H OH + 2CO 6 12 6 2 5 2
При протекании химической реакции с течением времени изменяются
количества реагирующих веществ, причем количества исходных веществ
будут уменьшаться, а количества продуктов реакции – возрастать. Скорость
химической реакции показывает на сколько быстро увеличивается количество
продуктов, либо уменьшается количество исходных веществ с течением
времени.
Скорости химических реакций изучает химическая кинетика – один из
разделов физической химии.
Рассмотрим определение скорости сначала для гомогенных химических
реакций.
Гомогенные реакции протекают одинаково во всем объеме системы.
Поэтому скорость таких реакций определяется как количество вещества,
вступившего в реакцию или образовавшегося в результате реакции за единицу
времени в единице объема системы.
Число моль вещества в единице объема системы называется молярной
концентрацией вещества. Молярная концентрация обозначается латинской
буквой с и имеет размерность моль/дм3
(часто используют моль/л):
n
c
V
где: n – количество вещества реагирующего компонента, моль;
V – объем реакционной смеси, дм3
.
Молярную концентрацию растворенного вещества в растворе часто
называют молярностью раствора. Молярность обозначают буквой М,
например, 1 М соляная кислота – раствор, в котором концентрация HCl
составляет 1 моль/дм3
В исх-м р-ре нах-сь 200*0.05=10 г CuCl2, значит при уменьшении МАССОВОЙ ДОЛИ в 5 раз она сос-т 0.05/5=0.01, а CuCl2 останется 200*0.01=2 г, след-но израсходовалось на р-ию с Zn 10-2=8 г; по ур-ю CuCl2+Zn=Cu+ZnCl2 находим массу цинка=(8*65)/135=3.85 г и массу ZnCl2=(8*136)/135=8.06 г.
Проверка: М. д. CuCl2 после р-ии=(10-8)/(200-8+8.06)=0.009997=0.01, что соот-т условию.
P.S. Такие задачи могут оказаться сложнее, чем кажется на первый взгляд из-за того, что м. д. раств-го в-ва меняется в зависимости от 2 факторов: 1) уменьшение массы раств-го в-ва (расх-ся в р-ии) , что отражается в числителе при расчете м. д. и 2) изменение массы р-ра (уменьшение за счет расхода раств-го в-ва и увеличение за счет перехода в р-р пол-ся в р-ии соли/солей металла-заместителя) , что отражается в знаменателе.