Задачи для самостоятельного решения

Задача 1. Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции в системе

2 СО_(Г)↔СО₂(г) +С_(Т),

если объем смеси уменьшить в три раза? Каков физический смысл константы скорости реакции и от чего она зависит?

Задача 2. Во сколько раз следует увеличить концентрацию О₂, чтобы скорость реакции

4NH_3(Г) + 5 О_2(Г) ↔ 4 NO_(Г)+6 Н₂О_(Г)

возросла в 32 раза?

Задача 3. Определите температурный коэффициент (γ) скорости реакции, если при нагревании от 40 ⁰С до 80 ⁰С скорость реакции увеличилась в 16 раз.

Задача 4. Дайте понятие энергии активации. Если реакция идет медленно, что можно сказать о величине энергии активации этой системы?

Задача 5. Сместится ли равновесие в системах:

2SO_2(Г)+О_2(Г)↔2SO_3(Г);

СО_(Г)+Н₂О↔Н_2(Г)+СО_2(Г)

при увеличении внешнего давления? Ответ поясните.

Задача 6. Как нужно изменить концентрацию реагирующих веществ, давление и температуру, чтобы равновесие в системе

4NH_3(Г)+5О_2(Г)↔4NO_(Г)+6Н₂О_(Г), ΔH<0

сместилось в сторону исходных веществ?

Литература: [1, гл. 7, §§ 7.1 - 7.3]; [2, раб. 7, 8].

Тема 5. Химическая активность металлов. Электродные потенциалы и электродвижущие силы

При опускании металлических пластин в воду катионы металла на их поверхности гидратируются полярными молекулами воды и переходят в жидкость. При этом электроны, оставшиеся на пластине, заряжают ее поверхность отрицательно. На границе металл-раствор возникает двойной электрический слой и устанавливается равновесие

Me⁰  Meⁿ⁺ + nē. (5.1)

Чем меньше затрачивается энергии на переход катионов металла в жидкость, тем более химически активным считается металл.

При погружении металлов в растворы собственных солей наблюдается два случая: ионы более активных металлов обладают значительной способностью к переходу в раствор; ионы менее активных - к переходу из раствора на пластину.

Двойной электрический слой характеризуется скачком потенциала – электродным потенциалом.

Стандартным электродным потенциалом металлов называют электродный потенциал, возникающий при погружении металла в раствор собственной соли с концентрацией ионов 1 моль/л, измеренный относительно стандартного водородного электрода, потенциал которого при 25 ⁰С условно принимается равным нулю [E^°_2H⁺_/H2 = 0].

Располагая металлы в ряд по мере убывания их химической активности и возрастания алгебраического значения их стандартного потенциала (Е^°), получают ряд напряжений металлов:

Li K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Bi Cu Ag Hg Pt Au.

Чем более отрицательное значение Е^°, тем большей восстановительной способностью обладает данный металл и тем меньшую окислительную способность проявляет его катион.

Величина электродного потенциала зависит от природы металла, концентрации ионов металла в растворе и температуры. Это зависимость выражается уравнением Нернста, расчетная формула которого имеет вид

, (5.2)

где - стандартный электродный потенциал металла;

n – заряд иона металла;

- концентрация ионов металла в растворе.

Гальванические элементы – это устройства, состоящие из двух металлических пластин, погруженных в раствор электролита, и в котором энергия окислительно-восстановительных процессов на электродах превращается в электрическую.

Таблица 5.1