Количественный химический анализ

экв-т экв-тэкв-т экв-т экв-т

+1/10К2SО4 + 4/5Н2О

экв-т экв-т

Таким образом, общее обозначение эквивалента

вещества Х: Э(Х) = 1/zX

В обозначении эквивалента число z, показывающее, сколько Н+ - ионов или электронов отдает или присоединяет реальная частица вещества (атом, ион, молекула и т.д.), называется числом эквивалентности

. Например, в приведенных реакциях z(Н2С204) = 2, z (КМnО4) = 5.

Число, показывающее часть (долю) реальной частицы вещества Х, отдающей или присоединяющей один Н+ - ион или электрон, называется фактором эквивалентности

, обозначаемым fЭКВ (Х). f ЭКВ (Х) величина обратная z (Х). Например, fЭКВ (Н2С204) = ½, f ЭКВ (КМnО4) =1/5.

Теоретической базой для большинства методов КХА является понятие “химическое равновесие” и закон действующих масс (ЗДМ), которые позволяют получить формулы для расчета различных характеристик (рН, Е, рМ, рХ и др.) реакционной смеси из определяемого вещества и реагента в различные моменты протекания химической реакции.

Несмотря на требование необратимости, большинство аналитических реакций до конца не идут, поскольку продукты реакции взаимодействуют друг с другом с образованием исходных веществ. В начале химического обратимого процесса скорость прямой реакции максимальна, а обратной реакции равна нулю, но по мере прохождения процесса скорость прямой реакции уменьшается с уменьшением концентраций исходных веществ, а скорость обратной растет.

Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ выражается законом действующих масс (К. Гульдберг, П. Вааге, 1867 г.): скорость химической реакции при данной температуре пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.

Для обратимой реакции в соответствии с ЗДМ скорость прямой реакции V1, идущей слева направо, равна , а скорость обратной реакции , где сА, сB, cC, cD

- концентрации реагирующих веществ; К1 и К2 - коэффициенты пропорциональности, называемые константами скорости химической реакции.

Константа скорости химической реакции - это ее скорость при единичных концентрациях реагирующих веществ. При постоянной температуре константа скорости зависит только от природы реагирующих веществ и не зависит от их концентрации, что позволяет сравнивать скорости различных реакций путем сравнения их констант. Зависимость К = f (Т) выражает уравнение Аррениуса ℓnK=A/T+B (A и В - константы), а также империческое правило Вант-Гоффа: при увеличении температуры на каждые 10°С скорость химической реакции увеличивается в 2…4 раза.

Состояние системы реагирующих веществ, при котором скорость прямой и обратной реакции равны между собой, называется химическим равновесием

:

,

где квадратными скобками показаны концентрации реагирующих веществ в момент равновесия.

Константу КР называют константой химического равновесия

, а уравнение для ее вычисления выражает ЗДМ

для химического

равновесия:

при установившемся химическом равновесии отношение произведения концентрации продуктов к произведению концентрации реагирующих веществ, в степенях, соответствующим стехиометрическим коэффициентам, есть величина постоянная для данной реакции при определенных условиях.

Физический смысл КР в том, что она показывает во сколько раз V1 > V2 или в сторону какой реакции смещено равновесие. Для аналитических целей чаще всего используют реакции, имеющие большую величину КР и практически нацело смещенные в прямом направлении.

Таблица 1. 4.1

Константы равновесия различных химических реакций

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru