Q в химии что это: «Как найти Q в химии (нужно подробное объяснение)?» – Яндекс.Кью — Детская игровая комната «Волшебный лес»

Posted on 06.02.202026.04.2021 by alexxlab

Содержание

Непростые названия простых элементов, или История о том, почему химики «не любят» букву J

Графические обозначения химических элементов, предложенные Джоном Дальтоном. Справа от названий приведены их атомные веса (кратные атомному весу водорода, принятому за единицу), определённые Дальтоном с большими ошибками. 1808 год. Иллюстрация: Wikimedia Commons/PD.

‹

›

Здравствуйте, многоуважаемый журнал «Наука и жизнь»!

В июльском номере 2020 года вашего журнала в разделе «Кунсткамера» на странице 61 я прочитал: «Среди символов химических элементов в таблице Менделеева использованы все латинские буквы, кроaме буквы J. Возможно, у неё всё ещё впереди».

Не являясь знатоком ни латыни, ни химии, обращаю ваше внимание на тот факт, что буква Q тоже не используется в таблице Менделеева. Даже в названиях таких элементов, как медь (Cuprum), цинк (Zincum), мышьяк (Arsenicum), кюрий (Curium) используется не буква Q, а сочетание букв «cu».

С уважением, Ельцов Владимир Вениаминович, Москва.

Изучение истории химических названий — чрезвычайно любопытное, а порой и забавное занятие. Давайте представим на минуту, что пару веков назад физики решили дать названия химическим элементам, а химики — придумать названия физическим законам. Что бы мы теперь учили в школе? Например, это мог быть закон злого духа гор, первое правило громовержца или даже эффект молодой зелёной ветви. Необычно, не правда ли? С химическими элементами получилась бы другая история. Школьникам пришлось бы изучать свойства первого, второго и третьего элемента Берцелиуса, запоминать, что у элемента Муассана самая большая электроотрицательность, а химики шутили бы о вредных свойствах дикавендишия монопристлишеелелавуазьита.

По поводу последнего названия. В 1983 году в одной еженедельной газете, издававшейся в городке Дарэнд, штат Мичиган (США), была опубликована заметка о том, что в городских водопроводных трубах обнаружено чрезвычайно опасное вещество «дигидрогена оксид» (dihydrogen oxide).

При попадании в лёгкие оно практически всегда приводило к смерти, а пары этого вещества могут вызывать на коже серьёзные ожоги. Заметка была первоапрельской шуткой, высмеивавшей хемофобов — людей, необоснованно боящихся всего, связанного с химией — даже воды, если её назвать «по-химически». Впоследствии шутку не раз повторяли в разное время и в разных странах. В России за водой закрепилось шуточное название «дигидрогена монооксид» — в молекуле воды (h3O) два атома водорода связаны с одним атомом кислорода. Что до «дикавендишия монопристлишеелелавуазьита», то так могло бы выглядеть «химическое» название воды, если бы элементы были названы в честь их первооткрывателей: Генри Кавендиша (выделил и описал свойства газообразного водорода как отдельного вещества), Джозефа Пристли, Карла Шееле и Антуана Лавуазье, причастных к открытию и изучению свойств кислорода.

Так почему периодическая таблица не превратилась в список аббревиатур имён химиков, геологов и прочих деятелей науки, причастных к открытиям элементов? Есть ли этому логичное объяснение и так ли на самом деле отличаются физики, химики и другие учёные? Попробуем поразмышлять на эту тему, опираясь на известные нам факты из истории науки. А заодно поищем ответ на вопрос о «нелюбви» химиков к символам J и Q.

Начнём с того, что на становление химии как науки в большой степени повлияла алхимия, насквозь пропитанная мистицизмом и эзотерикой. С одной стороны, алхимики подарили своим последователям ряд практических химических методик и накопили много полезной информации о свойствах разных соединений. С другой стороны, всё это знание было ими специально запрятано под густую пелену скрытых символов и потаённых смыслов, чтобы непосвящённые в таинства ненароком не синтезировали философский камень. Уже как наука, а не как философское течение, химия адаптировала под свои нужды часть алхимического знания. Впрочем, до сих пор она воспринимается многими как своего рода «магия».

По мере накопления знаний в любой науке возникает потребность в их систематизации. Одно дело, когда количество изучаемых объектов можно пересчитать на пальцах пусть даже всех четырёх конечностей, и совсем другое — когда их количество исчисляется сотнями, тысячами и растёт с каждым годом. Во второй половине XVIII века были открыты почти два десятка новых химических элементов, названных первооткрывателями в честь древних богов и мифических существ или по их характерным свойствам. Присваивали химическим элементам и названия соответствующих минералов, отдавая предпочтения греческому языку. Что характерно, ни один учёный, открывший новый элемент, не назвал его своим именем или именем другого химика и уж тем более монарха, который правил тогда почти в каждом государстве. Этому негласному правилу химики следовали и весь следующий XIX век. Несмотря на то, что в названиях, например, минералов фамилий химиков, геологов и даже государственных деятелей было хоть отбавляй, до поры до времени названия химических элементов эта «мода» обходила стороной.

К концу XVIII века химики задумались о том, что хорошо было бы им всем говорить на одном химическом языке, чтобы не перепутать ненароком колбы с похожими на вид жидкостями и не лезть в словарь каждый раз, когда коллега из соседнего государства пришлёт пробирку, подписанную как «волчья пена». Идея не слишком революционная, если учесть, что шведский естествоиспытатель Карл Линней уже в 1735 году опубликовал «Систему природы», а французский химик и политик Гитон де Морво изложил свой первый вариант химической номенклатуры лишь в 1782-м. И тут мы практически вплотную подошли к ответу на вопрос об отсутствии некоторых букв среди символов химических элементов.

В 1801 году шотландский химик Томас Томсон, если верить Британской энциклопедии, впервые использовал буквы в качестве символов химических элементов. Практически в это же время английский физик, химик и естествоиспытатель Джон Дальтон начал развивать свою атомистическую теорию, утверждающую, что все вещества состоят из отдельных неделимых очень малых частиц — атомов химических элементов. Попутно в 1808 году Дальтон предложил научной общественности обозначать химические элементы в виде символов — кружочков с определённым рисунком внутри. Похожие символы использовались для обозначения химических веществ ещё алхимиками (в этом Дальтон остался верен традициям), другая их часть представляла собой кружочки с первой буквой английского названия элемента внутри.

Например: Z — для цинка (zinc), I — для железа (iron), S — для серебра (silver). Эта система обозначений — самая настоящая переходная форма (как в эволюции живых существ), наследующая ещё архаические алхимические обозначения и одновременно уже имеющая прогрессивные черты в виде букв-символов. Заметим, что таблица символов, предложенная Дальтоном, это ни в коей мере не периодическая таблица — она преследовала лишь задачу удобного и понятного всем отображения химических веществ и их элементного состава. Правда, нашлись те, кому такая идея оказалась не по душе — книгопечатники. Им совсем не хотелось добавлять в уже имеющиеся шрифты уйму новых символов.

Окончательно задачу разработки удобного и понятного написания химических элементов решил великий шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус в 1813 году. Он сделал простую, как сейчас кажется, вещь: все элементы сопоставил с их названиями на латыни, которые потом сократил до одного или двух первых символов. Первый символ всегда писался с большой, а второй, если он присутствовал, — с маленькой буквы.

Латынь была в то время, что называется, международным научным стандартом, поэтому не вызывала неприятия у учёных разных стран. С небольшими изменениями символы, которые предложил Берцелиус, используются химиками и по сей день.

Отсутствие буквы J среди элементов объясняется просто. Во-первых, её нет в классическом латинском алфавите, а значит, какое-нибудь общеупотребимое слово на латыни просто не могло начинаться с несуществующей буквы. (Как отдельная буква, J стала оформляться в начале эпохи Возрождения в Европе.) Не стоит забывать, что для написания классических символов химических элементов используется именно латинский алфавит, а не современный английский или немецкий. Аналогично и с буквой Q — она хоть и присутствовала в латыни с древних времён, каких-либо слов или имён, начинавшихся с этой буквы и подходящих в качестве названий для элементов, видимо, не нашлось.

Во-вторых, и это тоже могло бы стать причиной негласной исторической «дискриминации» букв J и Q, на письме обе они очень похожи, соответственно, на I и O. «Хвостик» слева или справа может не пропечататься, стереться. А если буквы написаны ещё и от руки?! Ошибиться в написании слова не так опасно, как перепутать два химических вещества. Забавно, что на раскладке клавиатуры буквы I и J располагаются почти одна под другой, поэтому очень хорошо, что в таблице Менделеева нет элемента J. А вот буква Q в неё всё-таки пробралась.

К началу ХХ века были открыты все химические элементы, которые можно найти в природе, однако в периодической таблице оставалось ещё много места для тяжёлых искусственных элементов. Пустые ячейки в таблице стали заполнять не химики с помощью колб и пробирок, а физики, вооружённые ускорителями. Тогда-то и закончилась «эпоха магических существ» в химических названиях, сдав позиции ядерным физикам и бюрократам из ИЮПАК.

ИЮПАК — это Международный союз теоретической и прикладной химии, образованный в 1911 году. Одна из его задач — стандартизировать номенклатуру химических соединений, в том числе и названия новых элементов. Говоря проще, союз определяет, как в итоге будет называться каждый новый элемент. Потребность в этом возникла, когда открытие элементов стало представлять собой процесс, растянутый на годы, если не на десятилетия, и проходящий одновременно в нескольких лабораториях в разных концах света. Понять, кто же первым получил новый элемент, бывает, действительно, непросто. Так же непросто договориться о том, как его назвать. Одни учёные предлагают одно название, другие — другое, а в итоге ИЮПАК утверждает третье. Дело в том, что, согласно современным правилам, даже первооткрыватели элемента официально не имеют права давать ему название, они могут лишь предложить его на рассмотрение международного комитета.

Для ещё неоткрытых химических элементов используются временные названия, состоящие из первых букв латинского или греческого названия цифр, соответствующих порядковому номеру элементов в таблице. Например, цифре 0 соответствует корень «ниль» и символ «n», цифре 1 — «ун» и символ «u», цифре 2 — корень «би» и символ «b» и т. д. Символ «q» соответствует цифре 4 и корню «квад». Поэтому элемент под порядковым номером 104 будет называться уннильквадий и иметь временный символ Unq; 114-й элемент будет называться унунквадий Uuq, а 124-й — унбиквадий и Ubq. Элементам под номерами 104 и 114 уже присвоили постоянные названия резерфордий и флеровий, а 124-й пока свободен. Поэтому если вас спросят, есть ли в периодической таблице элемент с буквой «q», то пока можете смело отвечать, что это унбиквадий Ubq.

Время от времени ИЮПАК публикует рекомендации к выбору названий. Например, в рекомендациях 2002 года новые химические элементы предлагалось называть в честь мифологического концепта или персонажа, минерала, места или географического региона, учёного или свойства элемента. Помимо этого название должно удовлетворять ещё ряду требований, чтобы максимально всех устроить и никого по возможности не оскорбить. В целом все эти требования строго выполняются, однако, взглянув на периодическую таблицу, можно с лёгкостью определить, какие элементы называли химики, а какие физики. За весь XVIII и XIX век ни Якоб Берцелиус, ни Хэмфри Дэви, ни Карл Мосандер, ни Анри Муассан не «подарили» свои фамилии ни одному открытому ими элементу, тогда как элементы с порядковыми номерами больше 100, открытые в XX и XXI веке, практически все «именные». Физики явно разучились шутить, как это они умели делать в прошлом.

В заключение отметим: у буквы «J» на самом деле был шанс прорваться в периодическую таблицу. Элемент под номером 113 мог получить символ Jp и именоваться японием, по предложению самих же японцев. Однако в ИЮПАК не согласились, и элемент в итоге стал нихонием по одному из названий Японии — Нихон. Как назовут ещё не открытые элементы в современную непростую эпоху, остаётся только гадать. И надеяться, что до переименования уже существующих элементов дело всё-таки не дойдёт.

IBM готовит к выпуску первый в мире коммерческий квантовый компьютер

07.03.2017, Вт, 11:30, Мск , Текст: Валерия Шмырова

IBM намерена создать коммерческий квантовый компьютер IBM Q, с которым можно будет работать в облаке. Для этого компания разработала API, через который разработчики могут строить интерфейсы между ее 5-кубитным квантовым устройством и обычными компьютерами. Также был создан симулятор, который позволяет моделировать конфигурации до 20 кубит.

Проект IBM Q

Компания IBM запустила проект по созданию первого в мире коммерческого квантового компьютера IBM Q. Компьютер буде облачным – доступ к нему будет возможен через IBM Cloud. Инициатива развивается на базе облачной вычислительной платформы IBM Quantum Experience, запущенной в мае 2016 г. в городе Йорктаун Хайтс в США.

Для начала IBM продемонстрировала новый интерфейс прикладного программирования (API) для IBM Quantum Experience, который должен помочь в создании коммерческого квантового компьютера. Этот API позволит разработчикам создавать интерфейсы между облачным 5-кубитным квантовым компьютером IBM Quantum Experience и обычными компьютерами.

Также IBM представила новую версию программы-симулятора для IBM Quantum Experience, которая дает возможность моделировать конфигурации до 20 кубитов. Компания продолжает разработку полноценного комплекта средств разработки ПО (SDK) для IBM Quantum Experience. SDK будет представлен в первом полугодии 2017 г., он позволит разрабатывать простые квантовые приложения и другие продукты.

IBM Quantum Experience сделает квантовый процессор IBM доступным для любого пользователя через IBM Cloud. Пользователи получат возможность запускать алгоритмы, проводить исследования, работать с отдельными квантовыми битами, знакомиться с учебными материалами и примерами моделирования в сфере квантовых вычислений. Сама IBM Quantum Experience предназначена для экспериментов, с момента ее запуска она привлекла порядка 40 тыс. пользователей.

Облачный IBM Q станет первым коммерчески доступным квантовым компьютером в мире

Рост квантового объема

Самый важный показатель проекта – так называемый квантовый объем (Quantum Volume), отражающий мощность компьютера. Показатель описывает количество и связность кубитов, а также качество и параллелизм квантовых вычислений.

CIO и СTO: как меняется влияние ИТ-руководителей в компаниях?

Новое в СХД

Для увеличения Quantum Volume компания намерена в следующие 5 лет создать 50-кубитную квантовую систему IBM Q. Ее возможности должны оставить позади современные классические системы. В этот же период IBM собирается работать с другими представителями индустрии над созданием приложений, которые используют квантовое ускорение.

Сфера применения квантовых вычислений

IBM отмечает, что современные ПК достаточно успешно работают с большими массивами данных, находя в них алгоритмы и отдельные сведения. Но там, где закономерность не прослеживается из-за недостатка информации, или, наоборот, из-за слишком большого ее объема, традиционные компьютеры не могут помочь. Однако с этими задачами могут справиться квантовые вычислительные системы, превосходство которых над традиционными было неоднократно доказано.

Например, компания собирается применить квантовый компьютер для решения проблем моделирования в области химии, поскольку традиционная техника не может, например, смоделировать квантовые состояния даже простой молекулы из-за их большого количества. У IBM уже есть методики, позволяющие исследовать симуляцию химических задач с помощью квантовых процессоров. В настоящий момент продолжается работа над экспериментальными демонстрациями молекул. В перспективе компания планирует заняться моделированием сложных молекул и высокоточным предсказанием химических свойств.

Квантовые приложения в дальнейшем могут быть использованы для создания новых медикаментов, поскольку с их помощью можно моделировать сложные молекулярные и химические реакции. Также они найдут применение в глобальной логистике, где помогут в построении каналов поставок в наиболее загруженные периоды – например, в праздничный сезон. В сфере инвестиций квантовые инструменты применимы для моделирования финансовых данных и ликвидации факторов риска в процессе инвестиций. Кроме того, они дадут возможность осуществлять поиск по чересчур большим массивам данных с помощью усиленного искусственного интеллекта, что пригодится при поиске изображений или видео. Также квантовые алгоритмы смогут повысить безопасность облачных вычислений и конфиденциальной информации за счет законов квантовой физики.

свинец и краски, содержащие свинец

Нанесенная в жилых помещениях краска, содержащая свинец, становится потенциальным источником воздействия свинца на здоровье, особенно по мере старения и износа покрытия. Во Франции, хотя доля детей, у которых концентрация свинца в крови превышает 10 мкг/дл, сегодня невелика, в 74% таких случаев это связано с проживанием в жилье низкого качества, где присутствует свинцовая краска (11). В США старое жилье, где присутствуют покрытия, нанесенные содержащими свинец красками, также было названо фактором риска повышенной концентрации свинца в крови у детей (12).

Удаление покрытий, нанесенных красками, содержащими свинец, является дорогостоящим мероприятием, поскольку, в частности, требует специальных мер по предотвращению попадания свинца в окружающую среду во время снятия и утилизации старого покрытия. Во Франции, по ценам 2008 г., стоимость удаления содержащей свинец краски во всех жилых помещениях в стране составила бы приблизительно от 133,1 до 342,5 млн. евро (193,8–498,7 млн. долл. США по курсу 2008 г.) (11). В США в 2009 г. стоимость удаления содержащих свинец покрытий в жилищах, где живут дети, оценивалась в сумму от 1,2 до 11 млрд. долл. США (12).

Анализ соотношения затрат и выгод показал, что инвестиции в сокращение использования содержащих свинец красок имеют большую экономическую отдачу. Во Франции чистая выгода, по оценкам, может составить 3,78 млрд евро (5,5 млрд. долл. США по курсу 2008 г.) (11). Эти цифры рассчитывались на основе предотвратимых медицинских расходов, связанных с последствиями воздействия свинца, и предотвратимых социальных расходов, связанных с такими факторами, как снижение коэффициента умственных способностей, необходимости организации специального обучения, а также снижение дохода на протяжении жизни. По проведенным в США расчетам, на каждый доллар США, вложенный в мероприятия по снижению уровня вредного воздействия свинцовых красок, экономическая отдача составит 17–221 долл. США (12).

Разумеется, наиболее рентабельным решением является полный запрет на использование содержащих свинец красок. При этом отказ от использования свинца при изготовлении лакокрасочных материалов не обязательно связан с большими расходами, и целый ряд производителей уже успешно поменяли рецептуру своей продукции, отказавшись от необходимости добавлять в нее свинец (13).

Что означает термин «тело» при описании кофе

Тело — одна из основных характеристик кофе

Основные характеристики кофе, при помощи которых Q-грейдеры определяют качество каждой чашки: аромат, вкус, послевкусие, кислотность, тело и баланс.

Тело — это характеристика, которая включена в листы оценки SCA и Alliance for Coffee Excellence. Для оценки качества эта характеристика настолько важна, что, например, на чемпионате бариста судьи умножают оценку за тело на четыре:

Часть судейского листа, где оценка за тактильность (качественная характеристика тела) умножается на 4

Тело — это тактильные ощущения

Тело (body) и ощущение во рту (mouthfeel) — это синонимы. Эти характеристики описывают тактильные ощущения на языке, которые вы испытываете при глотке кофе.

В «Пособии профессионального бариста» Скотт Рао определяет «тело» как «вес или полнота напитка во рту».

В книге «Словарь кофе» Максвелл Колонна-Дэшвуд пишет: «Часто к нему применяют определение от лёгкого к тяжёлому, хотя примечательно, что можно встретить и кофе с лёгким телом и вязкими ощущениями во рту или, наоборот, с большим телом и сочным вкусом». Из-за таких критериев легко запутаться и неправильно различать характеристики.

Представьте тактильные ощущения на языке сначала от молока, затем от сливок. У обезжиренного молока лёгкое тело, у цельного молока — более тяжёлое. Сливки же ещё жирнее, и их тело можно охарактеризовать как плотное или обволакивающее.

Чтобы оценить тело напитка, прислушайтесь к тактильным ощущениям на языке

Как охарактеризовать кофейное тело

Тело кофейного напитка имеет две характеристики — интенсивность и качество.

Интенсивность — это то, насколько плотным воспринимается напиток во рту. Например, сливки плотнее молока. А если молоко разбавить водой, то интенсивность будет ещё ниже.

В первую очередь интенсивность зависит от показателя TDS. Чем больше растворённых частиц в кофейном напитке, тем он интенсивнее.

У разных сортов кофе тело отличается, даже если взять одинаковую порцию зерна и приготовить одним способом. Это связано с разным соотношением химических веществ в сортах. Например, кофе из Эфиопии всегда имеет более лёгкое тело, а Суматра — плотное. Блог Espresso & Coffee Guide назвал 3 самых полных по телу (full body) сортов кофе: Суматра, Кения и Гватемала.

Качество — это характеристика ощущений от кофейного тела. Качественное тело подразумевает приятные тактильные ощущения.

Примеры качественного тела: гладкое, шелковистое, обволакивающее, сливочное. Примеры некачественного тела: сухое, шершавое, пыльное, вяжущее.

Блок из листа SCA Cupping Form для оценки тела. Горизонтальная шкала для оценки качества и вертикальная — для оценки интенсивности

При этом в системе Q-grading интенсивность тела не влияет на оценку, и указывается в листе исключительно для описания кофе. То есть кофе может быть как с лёгким и качественным телом, так и лёгким, но некачественным. И наоборот, тело может быть как плотным и качественным, так и плотным, но с низкой оценкой за качество.

От чего зависит восприятие качества тела

Кофе состоит из воды и растворённых в ней веществ. Тактильные ощущения формируются за счёт масел кофейных зёрен и органических кислот, которые извлекаются в процессе приготовления напитка.

Мы воспринимаем тело кофе, когда гидрофобные и гидрофильные вещества взаимодействуют со слизистой оболочкой полости рта. Липиды и кислоты — гидрофобные вещества. Они отталкивают воду, оставляя её на поверхности нёба и языка, поэтому кофейное тело ощущается как гладкое. А продукты сгорания, например, целлюлозные стенки зерна — гидрофильные вещества. Они притягивают воду в полости рта, за счёт этого «сушат» язык и дают «пыльное» тело напитка.

Формирование тела происходит в зависимости от обработки, обжарки или способа приготовления.

Как обработка влияет на тело кофе

Можно выделить закономерность: чем больше клейкого вещества и мякоти осталось на ягоде, тем интенсивнее будет тело. Например:

Кофе мытой обработки имеет более лёгкое тело.
Кофе обработки хани имеет более округлое тело.
Кофе натуральной обработки имеет самое плотное тело.

Кофе во время натуральной обработки

Как обжарка влияет на тело кофе

Зелёный кофе можно обжарить так, чтобы увеличить или уменьшить интенсивность тела.

Поставщики зелёного кофе Sweet Maria’s уверены: можно увеличить интенсивность тела напитка, если растянуть время обжарки до первого крэка. Они отмечают, что сиропообразное ощущение во рту связано с восприятием определённых углеводов. И именно эти углеводы высвобождаются в больших количествах, если увеличить время обжарки до первого крэка.

Также в книге «Modulating the Flavor Profile of Coffee» Роб Хуз объясняет: если растянуть реакцию Майяра при обжарке, можно получить большее количество меланоидинов в зерне. Это поможет увеличить интенсивность тела кофе.

Однако, если увеличить время обжарки слишком сильно, скорость развития зерна затормозится. Тогда вы запечёте кофе. Напиток из такого зерна получится плоским, пустым и менее сладким на вкус. Важно сбалансировать все реакции в процессе обжарки, чтобы создать лучший профиль для каждого сорта.

И, конечно, на ощущение плотности влияет степень обжарки. Чем темнее (до определённого предела, пока не начнут сгорать целлюлозные стенки при обжарке) обжарен кофе, тем более плотным он ощущается.

Чтобы увеличить интенсивность тела, можно растянуть время обжарки. Но важно не перестараться

Как способы приготовления влияют на тело кофе

Количество масел, которое попадает в готовый напиток, влияет на тактильные ощущения от кофе.

Если один сорт кофе заварить разными способами, тело напитка поменяется. Например, кофе, приготовленный в пуровере V60, известен лёгким чайным телом. А во френч-прессе — плотным и интенсивным. Зато аэропресс универсален: с его помощью можно легко менять интенсивность кофейного напитка.

Большую роль в способах приготовления играет фильтр — металлический или бумажный. Металлический хорошо пропускает кофейные масла, а бумажный их удерживает. Поэтому во френч-прессе напиток получается гораздо плотнее, чем в кемексе.

Самый плотный кофейный напиток — эспрессо. Его тело формируется за счёт высокого соотношения кофе и воды (примерно 36 грамм напитка из 18 грамм молотого кофе), высокого давления в эспрессо-машине и использования металлического фильтра. За счёт давления вываривается больше эфирных масел, которые формируют плотное, округлое тело.

Кофе, приготовленный в пуровере, обладает лёгким, чайным телом благодаря бумажному фильтру и отсутствию дополнительного давления

Важное

Тело кофе — это тактильные ощущения на языке, которые вы испытываете при глотке кофе. Это одна из важнейших характеристик, на которые обращают внимание при оценке кофе.

При приготовлении разных сортов кофе тело отличается, даже если сохранить одинаковые параметры и способ. Например, Эфиопия получится лёгкой и чайной, а Кения — более плотной.

На тело кофе можно повлиять с помощью обработки кофе, обжарки или выбора способа приготовления.

Нравится вам плотность тела напитка или нет — дело субъективное. Каждый сам выбирает, что ему больше по душе: плотный эспрессо или лёгкий чайный пуровер. Однако кофе с пыльным или шершавым телом, обычно, почти никому не нравится.

Коэффициент реакции — Chemistry LibreTexts

Коэффициент реакции (\ (Q \)) измеряет относительные количества продуктов и реагентов, присутствующих во время реакции в определенный момент времени. Коэффициент реакции помогает выяснить, в каком направлении может протекать реакция, учитывая давление или концентрацию реагентов и продуктов. Значение \ (Q \) можно сравнить с константой равновесия \ (K \), чтобы определить направление протекающей реакции.

K по сравнению с Q

Основное различие между \ (K \) и \ (Q \) состоит в том, что \ (K \) описывает реакцию, которая находится в равновесии, тогда как \ (Q \) описывает реакцию, которая не находится в равновесии. Для определения \ (Q \) должны быть известны концентрации реагентов и продуктов. Для данного общего химического уравнения:

\ [aA + bB \ rightleftharpoons cC + dD \ tag {1} \]

уравнение Q записывается путем умножения активностей (которые аппроксимируются концентрациями) для видов продуктов и деления на активности реагентов. б} \ tag {2} \]

Примечание

Это уравнение показывает только компоненты в газообразном или водном состоянии. Каждая чистая жидкость или твердое вещество имеет активность, равную единице, и ее можно функционально опустить. Константы равновесия действительно содержат отношение концентраций (фактическая концентрация, деленная на контрольную концентрацию, которая определяет стандартное состояние). Поскольку стандартное состояние для концентраций обычно выбирается равным 1 моль / л, оно не прописано в практических приложениях. Следовательно, соотношение не содержит единиц.

Сравнение \ (Q \) с \ (K \) показывает, в какую сторону сдвигается реакция и какая сторона реакции предпочтительна:

Если \ (Q> K \), то реакция благоприятствует реагентам. Это означает, что в уравнении \ (Q \) отношение числителя (концентрация или давление продуктов) к знаменателю (концентрация или давление реагентов) больше, чем для \ (K \), что указывает на что присутствует больше продуктов, чем было бы в равновесии. Поскольку реакции всегда имеют тенденцию к равновесию (принцип Ле Шателье), в результате реакции образуется больше реагентов из избыточных продуктов, что приводит к смещению системы в сторону ВЛЕВО. Это позволяет системе достичь равновесия.
Если \ (Q RIGHT , чтобы производить больше продуктов.

Если \ (Q = K \), то реакция уже находится в равновесии.- {(водн.)}]} {[CH_3CH_2CO_2H {(водн.)}]} \ tag {4} \]

Пример 1

Какое значение имеет значение \ (Q \) для этого уравнения? В каком направлении сместится реакция?

Дано: \ (CO (g) + H_2O (g) \ rightleftharpoons CO_2 (g) + H_2 (g) \)

\ (K_c \) = 1,0

[CO ₂ (г)] = 2,0 M
[H ₂ (г)] = 2,0 M
[CO (г)] = 1,0 M
[H ₂ O (г)] = 1,0 M

Решение

Шаг 1: Напишите формулу \ (Q \):

\ (Q_c = \ dfrac {[CO_2] [H_2]} {[CO] [H_2O]} \)

Шаг 2: Вставьте данные значения концентрации:

\ (Q_c = \ dfrac {(2. 0) (2.0)} {(1.0) (1.0)} \)

\ (Q = 4.0 \)

Шаг 3: Сравните \ (Q \) с K:

Поскольку \ (4.0> 1.0 \), тогда \ (Q> K \) и реакция смещается влево в сторону реагентов.

Ответ: Q = 4,0 и реакция смещается влево.

Пример 2

Найдите значение \ (Q \) и определите, какая сторона реакции предпочтительнее.

Учитывая \ (K = 0,5 \)

\ (HCl (г) + NaOH (водн.) \ Правые левые гарпуны NaCl (водн.) + H_2O (l) \)

\ ([HCl] = 3.2 \)

\ ([NaOH] = 4,3 \)

\ ([NaCl] = 6 \)

Решение

Шаг 1: Напишите формулу Q. Поскольку активность жидкости равна 1, мы можем опустить водный компонент в уравнении.

\ (Q_c = \ dfrac {[NaCl {(водный)}]} {[HCl {(g)}] [NaOH {(водный)}]} \)

Шаг 2: Подставьте данные концентрации в формулу \ (Q \):

\ (Q_c = \ dfrac {[6]} {[3.2] [4.3]} \)

Шаг 3: Рассчитайте с использованием заданных концентраций:

\ (Q = 0. 436 \)

Шаг 4: Сравните Q с K. Значение \ (Q \), 0,436, меньше заданного значения \ (K \), равного 0,5, поэтому \ (Q

Поскольку \ (Q \)

Ответ: Q = 0,436 и реакция благоприятствует продуктам.

Пример 3

По уравнению \ (N_2 (g) + 3H_2 (aq) \ rightleftharpoons 2NH_3 (g) \) найдите \ (Q \) и определите, в каком направлении будет сдвигаться реакция, чтобы достичь равновесия.3} \)

Шаг 3: ответьте на вопрос:

\ (Q = 0 \)

Шаг 4: Сравните \ (Q \) с K. Поскольку \ (K = 0,04 \) и \ (Q = 0 \), \ (K> Q \) и реакция сместится вправо, чтобы восстановить равновесие. Ответ: \ (Q = 0 \), реакция сдвигается вправо.

Разница между K и Q

Иногда необходимо определить, в каком направлении будет развиваться реакция, исходя из начальных активностей или концентраций. В этих ситуациях взаимосвязь между коэффициентом реакции \ (Q_c \) и константой равновесия \ (K_c \) является существенной для определения чистого изменения. С помощью этого соотношения можно легко рассчитать направление, в котором реакция будет сдвигаться для достижения химического равновесия, будь то влево или вправо.

Введение

\ (K_c \) можно использовать для расчета конечных концентраций в равновесии для реакции с использованием таблицы ICE и естественного протекания реакции слева направо или справа налево. Однако что делать, если вы не знаете, в каком направлении будет развиваться реакция? Простое соотношение между \ (K_c \) и коэффициентом реакции, известное как \ (Q_c \), может помочь.b} \]

Помните, что концентрации жидкостей и твердых веществ не меняются, поэтому они исключаются из выражения. Как показано выше, значение \ (Q \) может быть найдено возведением произведений в степень их коэффициентов или стехиометрических факторов, разделенных на реагенты, возведенные в их коэффициенты. Если концентрация продуктов в числителе намного больше, чем концентрация реагентов в знаменателе, \ (Q \) будет большим значением. С другой стороны, небольшое количество продуктов (маленький числитель), деленное на большое значение концентрации реагентов (большой знаменатель), приведет к небольшому значению Q.b} \]

Чтобы определить, в каком направлении пойдет реакция, просто сравните \ (Q_c \), начальное отношение концентраций, с \ (K_c \), константой равновесия, и оцените результаты.

Q vs. K: что это значит?

Когда вы устанавливаете \ (Q \) вместо \ (K \), есть пять возможных отношений:

\ (Q = К \)
\ (Q = 0 \)
\ (Q
\ (Q = \ infty \) и
\ (Q> К \).

Чтобы правильно предсказать, в каком направлении будет развиваться реакция, вы должны знать эти отношения.

Ситуация 1: Q = K

Когда Q = K, система находится в равновесии и нет сдвига ни влево, ни вправо.

Возьмем, к примеру, обратимую реакцию, показанную ниже:

\ [CO _ {(g)} + 2H_ {2 \; (g)} \ rightleftharpoons CH_ {3} OH _ {(g)} \]

Значение K _c при 483 K составляет 14,5. Если Q = 14,5, реакция находится в равновесии и не будет развития реакции ни вперед, ни назад.

Ситуация 2: Q

Когда Q

Рассмотрим еще раз:

\ [CO _ {(g)} + 2H_ {2 \; (g)} \ rightleftharpoons CH_ {3} OH _ {(g)} \]

Для Q

\ [CO _ {(g)} + 2H_ {2 \; (g)} \ longrightarrow CH_ {3} OH _ {(g)} \]

, чтобы можно было установить равновесие.

Q равно нулю

Если Q = 0, то Q меньше K. Следовательно, при Q = 0 реакция смещается вправо (вперед).Легкий способ запомнить эти отношения — подумать: «Если у вас ничего нет, вам остается только двигаться вперед». Если Q равно нулю, реакция сместится вперед (вправо):

\ [CO _ {(g)} + 2H_ {2 \; (g)} \ longrightarrow CH_ {3} OH _ {(g)} \]

Ситуация 3: Q> K

Когда Q> K, продуктов больше, чем реагентов. Чтобы уменьшить количество продуктов, реакция сместится влево и даст больше реагентов. Для Q> K:

\ [CO _ {(g)} + 2H_ {2 \; (g)} \ longleftarrow CH_ {3} OH _ {(g)} \]

Q равно бесконечности

При Q = ∞ реакция смещается влево (назад).Это вариант, когда Q >>> K.

\ [CO _ {(g)} + 2H_ {2 \; (g)} \ longleftarrow CH_ {3} OH _ {(g)} \]

Вспоминая взаимосвязь между К и Q

Легкий способ запомнить эти отношения — подумать о> или <как о пасти аллигатора. Аллигатор будет «есть» в направлении изменения реакции, пока \ (Q \) написано перед \ (K \).

Удобная диаграмма, показывающая взаимосвязь Q и K

Запоминание этих простых отношений поможет вам решить вопрос о развитии реакции.Схема с их описанием приведена ниже.

Прогнозирование сдвига реакции без расчетов

В зависимости от того, что требует от вас проблема, иногда вообще нет необходимости производить какие-либо вычисления. Возьмем, к примеру, уже знакомую обратимую реакцию, указанную ниже:

\ [CO _ {(g)} + 2H_ {2 \; (g)} \ rightleftharpoons CH_ {3} OH _ {(g)} \]

Как вы думаете, что произойдет, если добавить больше продукта, метанола (Ch4OH)? Равновесие будет нарушено, и увеличение продуктов будет означать, что Q> K.Чтобы восстановить равновесие, реакция будет идти влево, по направлению к реагентам. Это означает, что часть добавленного метанола распадается на оксид углерода и газообразный водород.

\ [CO _ {(g)} + 2H_ {2 \; (g)} \ longleftarrow CH_ {3} OH _ {(g)} \]

А что, если больше реагентов, монооксида углерода и газообразного водорода, являются? Вы должны понимать, что это нарушит равновесие. Q

\ [CO _ {(g)} + 2H_ {2 \; (g)} \ longrightarrow CH_ {3} OH _ {(g)} \]

Идеи, проиллюстрированные выше, демонстрируют принцип Ле Шателье, согласно которому, когда уравновешенная система подвергается изменению температуры, давления или концентрации компонентов в реакции, система реагирует, достигая нового равновесия, которое частично компенсирует влияние изменения. Предсказать, в каком направлении пойдет реакция, может быть самым простым занятием в химии!

Пример: Собираем все вместе

Чтобы правильно использовать связь между Q и K, вы должны знать, как ее установить.Возьмем, к примеру, реакцию ниже:

Если вы начнете с 4,00M CH ₄, 2,00M C ₂ H ₂ и 3,00M H ₂, в каком направлении будет развиваться реакция, чтобы достичь равновесия?

Проблемы

1) Рассмотрим эту реакцию:

\ (2NOBr _ {(g)} \ leftrightharpoons 2NO _ {(g)} + Br_ {2} \)

Если K _c = 0,0142 и начальные концентрации составляют 1,0 M NOBr, 0,2 M NO и 0.8M Br ₂, в каком направлении будет развиваться реакция, чтобы достичь равновесия?

2) Что такое Q и его назначение?

3) Рассмотрим следующую реакцию в равновесии:

\ (N_ {2} O_ {4 \; (g)} \ leftrightharpoons 2NO_ {2 \; (g)} \)

Если добавить еще N ₂ O ₄, в каком направлении пойдет реакция?

4) Рассмотрим следующую реакцию:

\ (CO _ {(g)} + Cl_ {2 \; (g)} \ leftrightharpoons COCl_ {2 \; (g)} \)

с K _c из 1. 2 x 10 ³ при 668 K, является реакцией в равновесии, когда в 3,00 л содержится 5,00 моль CO (г), 2,00 моль Cl ₂ (г) и 6,00 моль COCl ₂ (г). колба? Если нет, то в каком направлении пойдет реакция, чтобы достичь равновесия?

5) Рассмотрим следующую реакцию:

\ (H_ {2 \; (g)} + I_ {2 \; (g)} \ leftrightharpoons 2HI _ {(g)} \)

Если K _c = 50,2 при 718 K и начальные концентрации 0,5 M H ₂, 0,15 M I _2, и 0.05M HI, в какую сторону пойдет реакция?

6) Рассмотрим следующую реакцию:

\ (2COF_ {2 \; (g)} \ leftrightharpoons CO_ {2 \; (g)} + CF_ {4 \; (g)} \)

Если K _c = 2,00 при 473 K и начальные концентрации составляют 2,0 M CO ₂, 4,0 M CF ₄ и 0,5 M COF ₂, в каком направлении будет развиваться реакция?

7) Рассмотрим следующую реакцию:

\ (2SO_ {2 \; (g)} + O_ {2 \: (g)} \ leftrightharpoons 2SO_ {3 \; (g)} \)

К _c = 100. 2} \)

\ (Q_c = 0,032 \)

Следовательно, Q _c> K _c и реакция смещается в сторону реагентов.

2) Q — коэффициент реакции, который помогает определить, будет ли реакция двигаться вперед или назад. Когда система приближается к равновесию, Q приближается к K.

3) Реакция пойдет вправо.

4) Нет, это не равновесие. Поскольку Q

5) Q = 0,033, поэтому Q

6) Q = 32,0, поэтому Q> K. Реакция сместится влево.

7) Q = 12, поэтому Q

Список литературы

Олберти Р., А. Корниш-Боуден и др. (1994). «Рекомендации по номенклатуре и таблицам биохимической термодинамики». Pure Appl. Chem 66 : 1641–1666.
Голд, Дж. И В. Голд (1985).«Принцип Ле Шателье и законы Ван’т-Гоффа». Химическое образование 22 : 82-85.
Петруччи, Харвуд, Селедка, Мадура. Общая химия: принципы и современное применение. Девятое издание. Страницы 636-638.

Авторы и авторство

Руби Медрано (UCD), Ирен Ли (UCD)

коллоидов

Коэффициенты реакции

Коэффициент реакции Q совпадает с выражением константы равновесия, но для парциальных давлений или концентраций реагентов и продуктов до достижения системой равновесия.

Если Q

Если Q> K, то реакция идет в обратном направлении.

Решение проблем:

Используйте следующие шаги для решения задач равновесия.

1) Определите, будут ли происходить какие-либо реакции, и определите виды, которые будут существовать в равновесии.

2) Определите предравновесные концентрации или парциальные давления реагентов и продуктов, которые участвуют в равновесии.

3) Напишите сбалансированную химическую реакцию и выражение для константы равновесия.

4) Рассчитайте коэффициент реакции, Q.

5) Сравните Q с Keq, чтобы определить, будет ли реакция протекать в прямом или обратном направлении до достижения равновесия.

6) Определите изменения концентраций реагентов и продуктов или парциальных давлений для достижения равновесия.

7) Используйте выражение константы равновесия, чтобы найти неизвестное, а затем вычислить равновесные концентрации или парциальные давления.

Пример:

Каковы равновесные парциальные давления N ₂ O ₄ и NO ₂ при вводе 0,2 атм каждого газа в колбу на 4,0 л при температуре 100 ^o C (K _экв. = 11 атм) ?

1. Найдите предравновесные парциальные давления, P _{NO ₂} и P _{N ₂ O ₄}, используя PV = nRT.

P _{NO ₂} = P _{N ₂ O ₄} = (0.20 моль) (0,0821 л атм / моль K) (373 K) / (4,0 л) = 1,5 атм

2. Сбалансированная химическая реакция: N ₂ O _{4 (г)} <=> 2 NO _{2 (г)}

, а выражение константы равновесия: K _экв = (P _{NO ₂}) ² / P _{N ₂ O ₄}

3. Теперь вычислите коэффициент реакции Q, чтобы определить направление, в котором реакция будет протекать для достижения равновесия.

Q = (P _{NO ₂}) ² / P _{N ₂ O ₄}

Q = (1,5 атм) ² / 1,5 атм = 1,5 атм

Q экв , поэтому реакция будет идти в прямом направлении, N ₂ O _{4 (г)} <=> 2 NO _{2 (г)}, пока не достигнет равновесия.

4. На каждый моль N ₂ O ₄, который диссоциирует, образуется 2 моля NO ₂.Предварительно равновесные парциальные давления, изменения парциальных давлений и равновесные парциальные давления приведены в следующей таблице:

	N ₂ O ₄	НЕТ ₂
P _или	1,50 атм	1,50 атм
DP	-х атм	+ 2x атм
P _экв.	(1.50-х) атм	(1,50 + 2x) атм

Где P _o — парциальные давления до равновесия, D P — изменения парциальных давлений, а P _экв. — парциальные давления равновесия.

5. Теперь мы можем рассчитать равновесные парциальные давления, используя выражение для константы равновесия:

K _экв = 11 = (P _{NO ₂}) ² / P _{N ₂ O ₄}

11 = (1. 50 + 2x) ² / (1,50-x)

Перестановка дает:

4x ² + 17x — 14,25 = 0

Найдите x, используя квадратное уравнение:

х = 0,717

P _{N ₂ O ₄} = 1,50 — 0,717 = 0,783 атм

P _{NO ₂} = 1,50 + 2 (0,717) = 2,93 атм

Результаты проверки: Q = (2.93) ² / 0,783 = 11. Q = K _экв, поэтому система находится в равновесии.

Имеет ли смысл общее давление в 3,71 атм в состоянии равновесия? Подумайте об общем давлении до того, как система достигла равновесия, и о направлении, в котором, как мы сказали, реакция будет протекать, чтобы достичь равновесия.

Q vs K для прогнозирования направления реакции Учебное пособие

Пожалуйста, не блокируйте рекламу на этом веб-сайте.
Без рекламы = для нас нет денег = для вас нет бесплатных вещей!

Введение

При 350 ° C газообразный азот (N _{2 (g)}) и газообразный водород (H _{2 (g)}) реагируют с образованием газообразного аммиака (NH _{3 (g)}).
Это равновесная реакция, которую можно представить следующим сбалансированным химическим уравнением:

N ₂ (г) + 3H ₂ (г) ⇋ 2NH ₃ (г)

Представьте себе эксперимент, в котором мы добавляем 1,00 моль N _{2 (г)} и 1,00 моль H _{2 (г)} в герметичный сосуд объемом 1,00 л, нагретый до 350 ° C, а затем отслеживаем образование NH _{3 ( g)} и потребление N _{2 (г)} и H _{2 (г)} с течением времени путем измерения концентрации каждого из видов в сосуде.
Результаты эксперимента показаны в таблице и на графике ниже:

Время	[N _{2 (г)}]	[H _{2 (г)}]	[NH _{3 (г)}]
0	1,00	1,00	0
1	0. 874	0,634	0,252
2	0,814	0,422	0,372
3	0,786	0,358	0,428
4	0,781	0,343	0.438
5	0,781	0,343	0,438

концентрация
моль л ^-1

N _{2 (г)} + 3H _{2 (г)} ⇋ 2NH _{3 (г)}

Время

Как и следовало ожидать, мы видим, что концентрация реагентов, N _{2 (г)} и H _{2 (г)}, уменьшается, в то время как концентрация продукта, NH _{3 (г)}, увеличивается до достижения равновесия. примерно в момент времени = 4 достигается, когда концентрация каждого вида не изменяется.
Что происходит со значением выражения масса-действие, Q (или коэффициента реакции), когда реакция идет в прямом направлении к равновесию?
Значение выражения масса-действие в каждый момент времени было вычислено и показано в таблице и на графике ниже:

Время

[N _{2 (г)}]

[H _{2 (г)}]

[NH _{3 (г)}]

Q =	[NH _{3 (г)}] ² [N _{2 (г)}] [H _{2 (г)}] ³

1,00

0,874

0,634

0,252

0,285

0,814

0,422

0,372

1,97

0.786

0,358

0,428

5,08

0,781

0,343

0,438

6,09

0,781

0,343

0,438

6,09

Q	N _{2 (г)} + 3H _{2 (г)} ⇋ 2NH _{3 (г)} Время

По мере того, как реакция идет в прямом направлении к равновесию, значение выражения массового действия, Q, увеличивается.
В состоянии равновесия, около t = 4, значение выражения массовое действие (коэффициент реакции) Q становится постоянным и равно значению константы равновесия K для данной реакции при данной температуре.

В состоянии равновесия: Q = 6,09 = K

Другой способ сказать это: пока значение Q меньше, чем значение K, реакция продолжается в прямом направлении:

Если Q Прямая реакция приветствуется.
Реакция идет в прямом направлении.

Когда Q = K реакция находится в равновесии, ни прямая, ни обратная реакция не приветствуются.

Теперь представьте, что при t = 6 мы внезапно добавляем 1,00 моль NH _{3 (g)} к этой равновесной смеси выше при 350 ° C, а затем отслеживаем концентрацию каждого вида с течением времени.
Результаты этого эксперимента показаны в таблице и на графике ниже:

Время	[N _{2 (г)}]	[H _{2 (г)}]	[NH _{3 (г)}]
5	0.781	0,343	0,438
6	0,781	0,343	1,438
7	0,841	0,523	1,318
8	0,871	0,613	1. 258
9	0,881	0,643	1,238
10	0,885	0,655	1,231
11	0,885	0,655	1,231

концентрация
моль л ^-1

N _{2 (г)} + 3H _{2 (г)} ⇋ 2NH _{3 (г)}

Время

Согласно принципу Ле Шателье, добавление большего количества NH _{3 (г)} в систему, которая находилась в состоянии равновесия, будет приводить к реакции в обратном направлении, потребляя часть дополнительного NH _{3 (г)} для получения большего количества N _{. 2 (g)} и более H _{2 (g)} до тех пор, пока равновесие не восстановится где-то около t = 10.

Теперь мы можем вычислить и построить график значения для выражения массового действия в каждый момент времени:

Время

[N _{2 (г)}]

[H _{2 (г)}]

[NH _{3 (г)}]

Q =	[NH _{3 (г)}] ² [N _{2 (г)}] [H _{2 (г)}] ³

781

0,343

0,438

6,09 = К

0,781

0,343

1,438

65,6

0,841

0,523

1,318

14,4

0.871

0,613

1,258

7,89

0,881

0,643

1,238

6,54

0,885

0,655

1,231

6,09 = К

0.885

0,655

1,231

6,09 = К

Q	N _{2 (г)} + 3H _{2 (г)} ⇋ 2NH _{3 (г)} Время

Обратите внимание, что значение Q увеличивается, как только в равновесную смесь добавляется еще немного «продукта» NH _{3 (г)}.
По мере протекания обратной реакции, потребляющей NH _{3 (г)} и производящей N _{2 (г)} и H _{2 (г)}, значение Q высокое, но уменьшается, пока в конечном итоге Q = K, когда наступит равновесие. восстановлен.
Пока значение Q больше, чем K, реакция будет идти в обратном направлении до тех пор, пока не будет восстановлено равновесие, когда Q снова = K.

Если Q> K
Рекомендуется обратная реакция.
Реакция идет в обратном направлении.

Когда Q = K реакция находится в равновесии, ни прямая, ни обратная реакция не приветствуются.

Учитывая химическое уравнение, значение константы равновесия (K) и концентрации каждого вида в данный момент времени, мы можем определить направление, в котором протекает реакция, просто вычислив значение Q и сравнив его с K:

Q <К	прямая реакция поддерживается
Q = К	ни прямая, ни обратная реакция не приветствуются (система находится в равновесии)
Q> K	обратная реакция одобрена

Определения химии, начинающиеся с буквы Q

Этот химический словарь предлагает определения химии, начинающиеся с буквы Q. Эти термины глоссария обычно используются в химии и химической инженерии. Щелкните букву ниже, чтобы найти термины и определения, начинающиеся с этой буквы.

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

качественный анализ — Качественный анализ — это методы, используемые для определения природы химических веществ в образце. Способы ответа на вопрос «Что это?»
Пример: Доктор Лабгуи использовал качественный анализ, чтобы определить, что образец содержит серебро.

количественный анализ — Количественный анализ относится к определению того, сколько данного компонента присутствует в образце. Способы ответа на вопрос «Сколько?»
Пример: Доктор Лабгуи использовал количественный анализ, чтобы определить, что образец содержит 46,3% серебра по массе.

квант — Квант — это дискретный пакет энергии или вещества. Квант также означает минимальное значение физического свойства, участвующего во взаимодействии.

квантовая механика — Физическая наука, используемая для расчета и анализа энергии и пространственного распределения малых частиц, ограниченных очень маленькими областями пространства.

квантовое число — Число, используемое при описании уровней энергии, доступных атомам и молекулам. Электрон в атоме или ионе имеет четыре квантовых числа, описывающих его состояние.
Есть четыре квантовых числа:
n — описывает уровень энергии
ℓ — описывает подоболочку
m _ℓ — описывает орбиталь подоболочки
m _s — описывает спин

квантовая теория — Общая теория, которая описывает допустимые энергии атомов и молекул.

четвертичный амин — Четвертичный амин — это амин с четырьмя атомами углерода, связанными с азотом амина. Атом азота четвертичного амина представляет собой положительно заряженный катион. Четвертичные амины образуются из катионов солей аммония. Четвертичные амины часто обозначают сокращенным обозначением 4 ° амин.

четвертичный углерод — Четвертичный углерод относится к атому углерода в молекуле или фрагменту, связанному с четырьмя другими атомами углерода. Четвертичный углерод часто сокращенно обозначается как углерод 4 °.

Негашеная известь — Негашеная известь — это общее название соединения оксида кальция, CaO.
Также известен как оксид кальция, негашеная известь

Quicksilver — Ртуть — это алхимическое название и общее название элемента ртути.
Также известен как: ртуть, гидраргирум

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

файлов — Поиск • Прочитать • Откройте для себя

Многие кислоты и основания являются химическими веществами с высокой реакционной способностью: они легко соединяются с другими веществами в химических реакциях с образованием новых. Большинство основ не растворяются в воде; те …
посмотреть

Химики используют различные стратегии для увеличения выхода желаемых продуктов реакций. Например, при синтезе сложного эфира, как химик может контролировать условия реакции, чтобы получить максимальное количество желаемого продукта? Только три типа напряжений могут изменить состав равновесной смеси: (1) изменение концентраций (или парциальных давлений) компонентов путем добавления или удаления реагентов или продуктов, (2) изменение общего давления или объема, и (3) изменение температуры системы. В этом разделе мы исследуем, как изменения условий реакции могут повлиять на равновесный состав системы. Мы рассмотрим каждую из этих возможностей по очереди.

I2 (s) ⇌растворитель I2 (soln)
Система достигает равновесия с K = [I ₂]. Если мы добавим еще CCl ₄, тем самым разбавив раствор, Q теперь будет меньше K . Принцип Ле Шателье говорит нам, что система отреагирует на снятие стресса, но как? Добавление растворителя усиливает систему, уменьшая концентрацию растворенного I ₂. Следовательно, будет растворяться больше кристаллов, тем самым увеличивая концентрацию растворенного I ₂ до тех пор, пока система снова не достигнет равновесия, если имеется достаточно твердого I ₂ (Рисунок 15. 10 «Концентрация растворенного I»). Добавляя растворитель, мы направили реакцию, показанную в уравнении 15.33 вправо, как написано.
Рисунок 15.10 Концентрация растворенного I ₂ как функция времени после добавления большего количества растворителя к насыщенному раствору, контактирующему с избытком твердого вещества I ₂
Концентрация I ₂ сначала уменьшается из-за разбавления, но возвращается к исходному значению, пока присутствует твердый I ₂.
Мы встречаем более сложную систему в реакции водорода и азота с образованием аммиака:
Уравнение 15.34
N2 (г) + 3h3 (г) ⇌2Nh4 (г)
K _p для этой реакции составляет 2,14 × 10 ⁻² при примерно 540 К. В одном наборе условий равновесия парциальное давление аммиака PNh4 = 0,454 атм, парциальное давление водорода Ph3 = 2,319 атм. , а азота PN2 = 0.773 атм. Если в реактор добавить еще 1 атм водорода, чтобы получить Ph3 = 3,319 атм, как отреагирует система? Поскольку напряжение представляет собой увеличение Ph3, система должна каким-то образом реагировать, уменьшая парциальное давление водорода, чтобы противодействовать напряжению. Таким образом, реакция будет идти вправо, как написано, потребляя H ₂ и N ₂ и образуя дополнительный NH ₃. Первоначально парциальные давления H ₂ и N ₂ будут уменьшаться, а парциальное давление NH ₃ будет увеличиваться до тех пор, пока система в конечном итоге не достигнет нового равновесного состава, что приведет к чистому увеличению Ph3.
Мы можем подтвердить, что это действительно произойдет, оценив Q _p в новых условиях и сравнив его значение с K _p. Уравнения, используемые для оценки K _p и Q _p, имеют одинаковую форму: замена значений после добавления водорода в выражение для Q _p приводит к следующему:
Qp = (PNh4) 2 (PN2) (Ph3) 3 = (0. 454) 2 (0,773) (2,319 + 1,00) 3 = 7,29 × 10−3
Таким образом, Q _p < K _p, что говорит нам о том, что отношение продуктов к реагентам меньше, чем в состоянии равновесия. Чтобы достичь равновесия, реакция должна идти вправо, как написано: парциальные давления продуктов увеличиваются, а парциальные давления реагентов уменьшаются. Q _p, таким образом, увеличится, пока не станет равным K _p, и система снова окажется в равновесии.Изменения парциальных давлений различных веществ в реакционной смеси (уравнение 15.34) как функция времени показаны на рисунке 15.11 «Парциальные давления H».
Рисунок 15.11 Парциальные давления H ₂, N ₂ и NH ₃ как функция времени после добавления большего количества H ₂ к равновесной смеси
Часть добавленного водорода расходуется на реакцию с азотом с образованием большего количества аммиака, позволяя системе достичь нового равновесного состава.
Мы можем заставить реакцию идти по существу до завершения, независимо от величины K , непрерывно удаляя один из продуктов из реакционной смеси. Рассмотрим, например, реакцию метанирования , в которой водород реагирует с монооксидом углерода с образованием метана и воды:
Уравнение 15.35
CO (г) + 3h3 (г) ⇌Ch5 (г) + h3O (г)
Эта реакция используется для промышленного производства метана, тогда как обратная реакция используется для получения H ₂ (Пример 14).Выражение для Q имеет следующий вид:
Уравнение 15.36
Q = [Ch5] [h3O] [CO] [h3] 3
Независимо от величины K , если из реакционной смеси можно удалить либо H ₂ O, либо CH ₄, так что [H ₂ O] или [CH ₄] будет приблизительно равно нулю, тогда Q ≈ 0. Другими словами, когда продукт удаляется, система подвергается нагрузке ( Q << K ), и образуется больше продукта, чтобы противостоять нагрузке.Поскольку вода (точка кипения = 100 ° C) намного менее летучая, чем метан, водород или монооксид углерода (все из которых имеют точки кипения ниже -100 ° C), прохождение газовой реакционной смеси через холодный змеевик приведет к тому, что водяной пар будет испаряться. конденсируются в жидкость, которую можно слить. Продолжая удалять воду из системы, реакция направляется вправо, поскольку система пытается уравновеситься, тем самым обогащая реакционную смесь метаном. Этот метод, называемый , инициирующий реакцию на завершение , может использоваться для принудительной реакции на завершение, даже если K относительно мало.Например, сложные эфиры обычно синтезируют путем удаления воды. Здесь показаны продукты реакции конденсации. В главе 19 «Электрохимия» мы опишем термодинамические основы изменения положения равновесия, вызванного изменениями концентраций компонентов реакции.
Пример 16
Для каждой равновесной системы спрогнозируйте влияние указанного напряжения на указанное количество.
2SO2 (г) + O2 (г) 2SO3 (г): (1) влияние удаления O ₂ на PSO2; (2) влияние удаления O ₂ на PSO3
CaCO3 (s) ⇌CaO (s) + CO2 (г): (1) влияние удаления CO ₂ на количество CaCO ₃; (2) влияние добавления CaCO ₃ на PCO2
Дано: сбалансированные химические уравнения и изменения
Запрошено: влияние указанных напряжений
Стратегия:
Используйте Q и K , чтобы предсказать влияние стресса на каждую реакцию.
Решение:
(1) Удаление O ₂ снизит PO2, тем самым уменьшив знаменатель в коэффициенте реакции и сделав Q _p> K _p. Реакция будет идти влево, как написано, увеличивая парциальные давления SO ₂ и O ₂ до тех пор, пока Q _p снова не станет равным K _p.(2) Удаление O ₂ уменьшит PO2 и, таким образом, увеличит Q _p, поэтому реакция пойдет влево. Парциальное давление SO ₃ снизится.
K _p и Q _p оба равны PCO2. (1) Удаление CO ₂ из системы вызывает реакцию большего количества CaCO ₃ с образованием CO ₂, что увеличивает PCO2 до парциального давления, требуемого для K _p.(2) Добавление (или удаление) твердого CaCO ₃ не влияет на PCO2, потому что он не появляется в выражении для K _p (или Q _p).
Упражнение
Для каждой равновесной системы спрогнозируйте влияние, которое указанное напряжение окажет на указанную величину.
h3 (г) + CO2 (г) ⇌h3O (г) + CO (г): (1) влияние добавления CO на [H ₂]; (2) влияние добавления CO ₂ на [H ₂]
CuO (s) + CO (г) ⇌Cu (s) + CO2 (г): (1) влияние добавления CO на количество Cu; (2) влияние добавления CO ₂ на [CO]
Ответ:
(1) [H ₂] увеличивается; (2) [H ₂] уменьшается.
(1) количество Cu увеличивается; (2) [CO] увеличивается.
Изменения общего давления или объема
Поскольку жидкости относительно несжимаемы, изменение давления над жидким раствором мало влияет на концентрацию растворенных веществ. Следовательно, изменения внешнего давления очень мало влияют на равновесные системы, которые содержат только твердые тела или жидкости. Напротив, поскольку газы обладают высокой сжимаемостью, их концентрации сильно зависят от давления.Из закона идеального газа, PV = nRT , описанного в главе 11 «Жидкости», концентрация ( C ) газа связана с его давлением следующим образом:
Следовательно, концентрация любого газообразного реагента или продукта прямо пропорциональна приложенному давлению ( P ) и обратно пропорциональна общему объему ( V ). Следовательно, равновесные составы систем, содержащих газообразные вещества, весьма чувствительны к изменениям давления, объема и температуры.
Эти принципы можно проиллюстрировать на примере обратимой диссоциации газообразного N ₂ O ₄ до газообразного NO ₂ (уравнение 15.1). Шприц, показанный на рисунке 15.12 «Эффект изменения объема (и, следовательно, давления) равновесной смеси N», первоначально содержит равновесную смесь бесцветного N ₂ O ₄ и красно-коричневого NO ₂. Уменьшение объема на 50% приводит к потемнению смеси, поскольку все концентрации удвоились.Однако уменьшение объема также представляет собой стресс, как мы можем видеть, исследуя влияние изменения объема на Q . В состоянии равновесия Q = K = [NO ₂] ² / [N ₂ O ₄] (уравнение 15.13). Если объем уменьшается вдвое, концентрации веществ в смеси удваиваются, поэтому новый коэффициент реакции будет следующим:
Уравнение 15.38
Q = (2 [NO2] i) 22 [N2O4] i = 4 ([NO2] i) 22 [N2O4] i = 2K
Поскольку Q теперь больше K , система больше не находится в равновесии.Напряжение можно снять, если реакция идет влево, потребляя 2 моль NO ₂ на каждый 1 моль полученного N ₂ O ₄. Это снизит концентрацию NO ₂ и увеличит концентрацию N ₂ O ₄, в результате чего Q уменьшится, пока снова не станет равным K . Таким образом, как показано в части (c) на Рисунке 15.12 «Эффект изменения объема (и, следовательно, давления) равновесной смеси N», интенсивность коричневого цвета из-за NO ₂ уменьшается со временем после изменение громкости.
Рисунок 15.12 Влияние изменения объема (и, следовательно, давления) равновесной смеси N ₂ O ₄ и NO ₂ при постоянной температуре
(a) Шприц общим объемом 15 мл содержит равновесную смесь N ₂ O ₄ и NO ₂; красно-коричневый цвет пропорционален концентрации NO ₂. (b) Если объем быстро уменьшится в 2-7 раз.5 мл, первоначальный эффект заключается в удвоении концентраций всех присутствующих веществ, включая NO ₂. Следовательно, цвет становится более интенсивным. (c) Со временем система корректирует свой состав в ответ на напряжение, как предсказано принципом Ле Шателье, образуя бесцветный N ₂ O ₄ за счет красно-коричневого NO ₂, который снижает интенсивность цвет смеси.
Обратите внимание на образец
Повышение давления в системе (или уменьшение объема) благоприятствует той стороне реакции, которая имеет меньшее количество газообразных молекул, и наоборот.
В целом, , если сбалансированное химическое уравнение содержит разное количество газообразных реагентов и молекул продукта, равновесие будет чувствительно к изменениям объема или давления . Увеличение давления в системе (или уменьшение объема) будет способствовать той стороне реакции, которая имеет меньше газообразных молекул, и наоборот.
Пример 17
Для каждой равновесной системы запишите коэффициент реакции системы, если давление уменьшится в 2 раза (т.е.е., если объем увеличен вдвое) при постоянной температуре, а затем предсказать направление реакции.
N2 (г) + 3h3 (г) ⇌2Nh4 (г)
C2h3 (г) + C2H6 (г) ⇌2C2h5 (г)
2NO2 (г) ⇌2NO (г) + O2 (г)
Дано: сбалансированные химические уравнения
Запрошено: направление реакции при уменьшении давления вдвое
Стратегия:
Используйте принцип Ле Шателье, чтобы предсказать эффект стресса.
Решение:
Два моля газообразных продуктов образуются из 4 моль газообразных реагентов. Уменьшение давления вызовет смещение реакции влево, потому что на этой стороне находится большее количество молей газа. Таким образом давление увеличивается, противодействуя стрессу. K для этой реакции представляет собой [NH ₃] ² / [N ₂] [H ₂] ³.Когда давление уменьшается в 2 раза, концентрации уменьшаются вдвое, что означает, что новый коэффициент реакции составляет:
Q = [1 / 2Nh4] 2 [1 / 2N2] [1 / 2h3] 3 = 1 / 4Nh421 / 16 [N2] [h3] 3 = 4K
Два моля газообразных продуктов образуются из 2 моль газообразных реагентов. Снижение давления не повлияет на равновесный состав, потому что обе стороны сбалансированного химического уравнения имеют одинаковое количество молей газа.Здесь K = [C ₂ H ₄] ² / [C ₂ H ₂] [C ₂ H ₆]. Новый коэффициент реакции следующий:
Q = [C2h5] 2 [C2h3] [C2H6] = [1 / 2C2h5] 2 [1 / 2C2h3] [1 / 2C2H6] = 1/4 [C2h5] 21/4 [C2h3] [C2H6] = K
Три моля газообразных продуктов образуются из 2 моль газообразных реагентов.Уменьшение давления будет благоприятствовать той стороне, которая содержит больше молей газа, поэтому реакция сместится в сторону продуктов, чтобы увеличить давление. Для этой реакции K = [NO] ² [O ₂] / [NO ₂] ². В новых условиях реакции коэффициент реакции следующий:
Q = [1 / 2NO] 2 [1 / 2O2] [1 / 2NO2] 2 = 1/8 [NO] 2 [O2] 1/4 [NO2] 2 = 1 / 2K
Упражнение
Для каждой равновесной системы запишите новый коэффициент реакции системы, если давление увеличится в 2 раза (т. е.е., если объем уменьшен вдвое) при постоянной температуре, а затем предсказать направление, в котором будет сдвигаться реакция.
h3O (г) + CO (г) ⇌h3 (г) + CO2 (г)
h3 (г) + C2h5 (г) ⇌C2H6 (г)
2SO2 (г) + O2 (г) ⇌2SO3 (г)
Ответ:
Q = K ; нет эффекта
Q = 1/2 K ; вправо
Q = 1/2 K ; вправо
Изменения температуры
Во всех случаях, которые мы рассмотрели до сих пор, величина константы равновесия, K или K _p, была постоянной. Однако изменения температуры могут изменить значение константы равновесия, не оказывая немедленного влияния на коэффициент реакции ( Q K ). В этом случае система больше не находится в равновесии; состав системы будет меняться до тех пор, пока Q не станет равным K при новой температуре.
Чтобы предсказать, как равновесная система будет реагировать на изменение температуры, мы должны знать кое-что об изменении энтальпии реакции (Δ H _rxn).Как вы узнали из главы 5 «Изменения энергии в химических реакциях», тепло выделяется в окружающую среду в результате экзотермической реакции (Δ H _rxn <0), а тепло поглощается из окружающей среды в результате эндотермической реакции (Δ H _rxn> 0). Мы можем выразить эти изменения следующим образом:
Уравнение 15.39
Экзотермический: реагенты-продукты + тепло (ΔH <0)
Уравнение 15. 40
Эндотермический: реагенты + теплопродукты (ΔH> 0)
Таким образом, тепло можно рассматривать как продукт экзотермической реакции и как реагент в эндотермической реакции. Повышение температуры системы соответствует добавлению тепла. Принцип Ле Шателье предсказывает, что экзотермическая реакция сместится влево (в сторону реагентов), если температура системы повышается (добавляется тепло). И наоборот, эндотермическая реакция сместится вправо (в сторону продуктов), если температура системы повысится.Если реакция термохимически нейтральна (Δ H _rxn = 0), то изменение температуры не повлияет на равновесный состав.
Мы можем изучить влияние температуры на диссоциацию N ₂ O ₄ до NO ₂, для которой Δ H = +58 кДж / моль. Эту реакцию можно записать так:
Уравнение 15.41
58 кДж + N2O4 (г) ⇌2NO2 (г)
Повышение температуры (добавление тепла в систему) — это стресс, который будет направлять реакцию вправо, как показано на Рисунке 15. 13 «Влияние температуры на равновесие между газообразным N». Таким образом, повышение температуры увеличивает отношение NO ₂ к N ₂ O ₄ в состоянии равновесия, что увеличивает K .
Рисунок 15.13 Влияние температуры на равновесие между газообразным N ₂ O ₄ и NO ₂
(в центре) Трубка, содержащая смесь N ₂ O ₄ и NO ₂ в той же пропорции при комнатной температуре, имеет красно-коричневый цвет из-за присутствия NO ₂.(слева) Погружение трубки в ледяную воду приводит к тому, что смесь становится светлее из-за сдвига равновесного состава в сторону бесцветного N ₂ O ₄. (справа) Напротив, погружение той же трубки в кипящую воду приводит к потемнению смеси из-за смещения равновесного состава в сторону сильно окрашенного NO ₂.
Влияние повышения температуры на систему в состоянии равновесия можно резюмировать следующим образом: повышение температуры увеличивает величину константы равновесия для эндотермической реакции, уменьшает константу равновесия для экзотермической реакции и не влияет на равновесие. константа термически нейтральной реакции .Таблица 15.3 «Температурная зависимость» показывает температурную зависимость констант равновесия для синтеза аммиака из водорода и азота, который представляет собой экзотермическую реакцию с Δ H ° = -91,8 кДж / моль. Значения как K, , так и K _p резко уменьшаются с повышением температуры, как и предсказывается для экзотермической реакции.
Таблица 15.3 Температурная зависимость K и Kp для N2 (г) + 3h3 (г) ⇌2Nh4 (г)
Температура (К) К К _п.
298 3. 3 × 10 ⁸ 5,6 × 10 ⁵
400 3,9 × 10 ⁴ 3,6 × 10 ¹
450 2,6 × 10 ³ 1,9
500 1.7 × 10 ² 1,0 × 10 ⁻¹
550 2,6 × 10 ¹ 1,3 × 10 ⁻²
600 4,1 1,7 × 10 ⁻³
Обратите внимание на образец
Повышение температуры вызывает эндотермические реакции в пользу продуктов и экзотермические реакции в пользу реагентов.
Пример 18
Для каждой равновесной реакции спрогнозируйте эффект снижения температуры:
N2 (г) + 3h3 (г) ⇌2Nh4 (г) ΔHrxn = −91,8 кДж / моль
CaCO3 (т) ⇌CaO (т) + CO2 (г) ΔHrxn = 178 кДж / моль
Дано: сбалансированные химические уравнения и значения Δ H _rxn
Запрошено: Эффекты снижения температуры
Стратегия:
Используйте принцип Ле Шателье, чтобы предсказать влияние понижения температуры на каждую реакцию.
Решение:
Образование NH ₃ является экзотермическим, поэтому мы можем рассматривать тепло как один из продуктов:
N2 (г) + 3h3 (г) ⇌2Nh4 (г) +91,8 кДж
Если температура смеси понижается, тепло (один из продуктов) удаляется из системы, что вызывает смещение равновесия вправо. Следовательно, образование аммиака благоприятствует при более низких температурах.
Разложение карбоната кальция эндотермическое, поэтому тепло можно рассматривать как один из реагентов:
CaCO3 (т) +178 кДж⇌CaO (т) + CO2 (г)
Если температура смеси понижается, тепло (один из реагентов) удаляется из системы, что вызывает смещение равновесия влево.Следовательно, термическое разложение карбоната кальция менее благоприятно при более низких температурах.
Упражнение
Для каждой равновесной системы спрогнозируйте влияние повышения температуры на реакционную смесь:
2SO2 (г) + O2 (г) ⇌2SO3 (г) ΔHrxn = −198 кДж / моль
N2 (г) + O2 (г) ⇌2NO (г) ΔHrxn = + 181 кДж / моль
Ответ:
Реакция смещается влево.
Реакция смещается вправо.
Сводка
Три типа напряжений могут изменить состав равновесной системы: добавление или удаление реагентов или продуктов, изменение общего давления или объема и изменение температуры системы. Реакцию с неблагоприятной константой равновесия можно довести до завершения, постоянно удаляя один из продуктов реакции. Равновесия, которые содержат разное количество молекул газообразных реагентов и продуктов, чувствительны к изменениям объема или давления; более высокое давление благоприятствует стороне с меньшим количеством газообразных молекул.Отвод тепла от экзотермической реакции способствует образованию продуктов, тогда как отвод тепла от эндотермической реакции способствует образованию реагентов.
Ключевые вынос
На равновесие влияют изменения концентрации, общего давления или объема и температуры.
Концептуальные проблемы
Если равновесная реакция эндотермична в прямом направлении, каково ожидаемое изменение концентрации каждого компонента системы при повышении температуры реакции? Если температура снизилась?
Напишите уравнение равновесия для следующей системы:
4Nh4 (г) + 5O2 (г) ⇌4NO (г) + 6h3O (г)
Ожидаете ли вы, что при повышении давления равновесие сместится в сторону продуктов или реагентов? Почему?
Скорость реакции увеличивается примерно вдвое на каждые 10 ° C повышения температуры. Что происходит с K ?
Образование A ₂ B ₂ (г) по равновесной реакции 2AB (г) ⇌A2B2 (г) является экзотермическим. Что произойдет с соотношением k _f/ k _r, если температура повысится? Если повышаются и температура, и давление?
В каждой системе спрогнозируйте влияние, которое указанное изменение окажет на указанное количество в состоянии равновесия:
h3 (г) + I2 (г) ⇌2HI (г)
H ₂ удалено; каково влияние на PI2?
2NOBr (г) ⇌2NO (г) + Br2 (г)
руб. ₂ удалено; каково влияние на P _NOBr?
2NaHCO3 (т) ⇌Na2CO3 (г) + CO2 (г) + h3O (г)
CO ₂ удалено; каково влияние на PNaHCO3?
Какое влияние окажет указанное изменение на указанное количество в состоянии равновесия?
Nh5Cl (т) ⇌Nh4 (г) + HCl (г)
NH ₄ Cl повышен; какое влияние на P _HCl?
2h3O (г) ⇌2h3 (г) + O2 (г)
O ₂ добавлено; как влияет на Ph3?
PCl3 (г) + Cl2 (г) ⇌PCl5 (г)
Cl ₂ удален; каково влияние на PPCl5?
Числовые задачи
Для каждой равновесной реакции опишите, как Q и K изменяются при повышении давления, температуре, увеличении объема системы и увеличении концентрации (ей) реагента (ов).
A (г) ⇌B (г) ΔH = −20,6 кДж / моль
2A (г) ⇌B (г) ΔH = 0,3 кДж / моль
A (г) + B (г) ⇌2C (г) ΔH = 46 кДж / моль
Для каждой равновесной реакции опишите, как Q и K изменяются при понижении давления, повышении температуры, уменьшении объема системы и увеличении концентрации (ей) реагента (ов).
2A (г) ⇌B (г) ΔH = −80 кДж / моль
A (г) ⇌2B (г) ΔH = 0,3 кДж / моль
2A (г) ⇌2B (г) + C (г) ΔH = 46 кДж / моль
Принцип Ле Шателье гласит, что система изменяет свой состав, чтобы противодействовать стрессу. Для системы CO (г) + Cl2 (г) COCl2 (г) запишите выражение константы равновесия K _p. Какие изменения в значениях Q и K вы ожидаете, когда (а) объем удвоится, (б) давление увеличится в 2 раза и (в) COCl ₂ будет удален из система?
Для равновесной системы 3O2 (г) ⇌2O3 (г), Δ H ° = 284 кДж, запишите выражение константы равновесия K _p.Что произойдет со значениями Q и K , если температура реакции повысится? Что произойдет с этими значениями, если и температура, и давление увеличатся?
Углерод и кислород реагируют с образованием газа CO ₂ через C (s) + O2 (g) ⇌CO2 (g), для чего K = 1,2 × 10 ⁶⁹. Ожидаете ли вы, что K увеличится или уменьшится, если объем системы увеличится втрое? Почему?
Реакция COCl2 (г) ⇌CO (г) + Cl2 (г) имеет K = 2. 2 × 10 ⁻¹⁰ при 100 ° C. Начиная с начального PCOCl2, равного 1,0 атм, вы определяете следующие значения P _CO в трех последовательных временных интервалах: 6,32 × 10 ⁻⁶ атм, 1,78 × 10 ⁻⁶ атм и 1,02 × 10 ⁻⁵ атм. Исходя из этих данных, в каком направлении будет развиваться реакция после каждого измерения? Если в систему будет добавлен газообразный хлор, как это повлияет на Q ?
В следующей таблице приведены экспериментально определенные парциальные давления при трех температурах для реакции Br2 (г) ⇌2Br (г).
Т (К) 1123 1173 1273
PBr2 (атм) 3. 000 0,3333 6.755 × 10 ⁻²
П _Br (атм) 3,477 × 10 ⁻² 2,159 × 10 ⁻² 2,191 × 10 ⁻²
Это эндотермическая или экзотермическая реакция? Объясните свои рассуждения.
Диссоциация водяного пара протекает по реакции: h3O (г) ⇌12O2 (г) + h3 (г). При 1300 K диссоциация составляет 0,0027%, а при 2155 K диссоциация составляет 1,18%. Вычислите K и K _p. Это эндотермическая реакция или экзотермическая реакция? Как соотносятся величины двух равновесий? Может ли увеличение давления улучшить выход газа H ₂ при любой температуре? (Подсказка: предположим, что система изначально содержит 1.00 моль H ₂ O в емкости 1,00 л.)
Когда 1,33 моль CO ₂ и 1,33 моль H ₂ смешиваются в емкости 0,750 л и нагреваются до 395 ° C, они реагируют согласно следующему уравнению: CO2 (г) + h3 (г) ⇌CO (г) + h3O (г). Если K = 0,802, каковы равновесные концентрации каждого компонента равновесной смеси? Что произойдет с K , если H ₂ O будет удален в ходе реакции?
Равновесная реакция h3 (г) + Br2 (г) ⇌2HBr (г) имеет K _p = 2. 2 × 10 ⁹ при 298 К. Если вы начнете с 2,0 моль Br ₂ и 2,0 моль H ₂ в 5,0-литровом контейнере, каково парциальное давление HBr в состоянии равновесия? Каково парциальное давление H ₂ в состоянии равновесия? Если удалить H ₂ из системы, как это повлияет на парциальное давление Br ₂?
Оксид железа (II) реагирует с монооксидом углерода в соответствии со следующим уравнением: FeO (т) + CO (г) ⇌Fe (т) + CO2 (г).При 800 ° C K = 0,34; при 1000 ° C, К = 0,40.
В контейнер емкостью 20,0 л загружается 800,0 г CO ₂, 1436 г FeO и 1120 г железа. Каковы равновесные концентрации всех компонентов смеси при каждой температуре?
Каковы парциальные давления газов при каждой температуре?
Если бы CO был удален, каков был бы эффект на PCO2 при каждой температуре?
Константа равновесия K для реакции C (т) + CO2 (г) ⇌2CO (г) равна 1. 9 при 1000 К и 0,133 при 298 К.
Если позволить избытку C взаимодействовать с 25,0 г CO ₂ в колбе емкостью 3,00 л, сколько граммов CO образуется при каждой температуре?
Каковы парциальные давления каждого газа при 298 К? при 1000 К?
Ожидаете ли вы, что K увеличится или уменьшится, если давление будет увеличиваться при постоянной температуре и объеме?
Данные по окислению метана, Ch5 (г) + 2O2 (г) ⇌CO2 (г) + 2h3O (г), в закрытом 5.Резервуары емкостью 0 л указаны в следующей таблице. Заполните пропуски и определите недостающие значения Q и K (обозначены?) По мере завершения реакции.
CH ₄ O ₂ CO ₂ H ₂ O Q К
начальное (моль) 0.45 0,90 0 0 ?
при равновесии 1.29
добавить 0,50 моль метана 0,95 ?
новое равновесие ?
удалить воду 0 ?
новое равновесие 1.29
ответов
Kp = PCOCl2PCO · PCl2
Ни одно из изменений не повлияет на K ; (а) Q дубль; (b) Q делится вдвое; Q уменьшается.
K не изменится; это не зависит от громкости.
[CO] = [H ₂ O] = 0.839 M, [CO ₂] = [H ₂] = 0,930 M; не влияет на K
При 800 ° C [CO] = 0,678 M, [CO ₂] = 0,231 M; при 1000 ° C, [CO] = 0,645 M, [CO ₂] = 0,264 M
При 800 ° C, P _CO = 59,7 атм, PCO2 = 20.3 атм; при 1000 ° C, P _CO = 67,4 атм, PCO2 = 27,6 атм.
Удаление CO вызовет смещение реакции вправо, что приведет к снижению PCO2.
CH ₄ O ₂ CO ₂ H ₂ O Q К
начальное (моль) 0.45 0,90 0 0 0 1,29
при равновесии 0.215 0,43 0,235 0,47 К 1,29
добавить 0,50 моль метана 0.715 0,43 0,235 0,47 0,39 1,29
новое равновесие 0.665 0,33 0,285 0,57 К 1,29
удалить воду 0.665 0,33 0,285 0 0 1,29
новое равновесие 0.57 0,14 0,38 0,19 К 1,29
.