ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ План лекции n Константа химического

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

План лекции n Константа химического равновесия n Принцип Ле Шателье n Виды сорбции n Поверхностно-активные вещества (ПАВ) n Смачивание n Адгезия и когезия

Химические реакции необратимые 1. С образованием осадков Ag. NO 3 + HCl = Ag. Cl ↓ + HNO 3 2. С образованием газообразных малорастворимых веществ Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + CO 2↑ + H 2 O 3. С образованием малодиссоциирующих веществ (слабых электролитов): HCl + KOH = KCl + H 2 O 4. С образованием комплексных соединений Cu. SO 4∙ 5 H 2 O+4 NH 3=[Cu(NH 3)4]SO 4+ H 2 O обратимые m. А + n В → p С + q Д ←

КОНСТАНТА РАВНОВЕСИЯ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ → ← m. А + n В p. С + q. Д

СМЕЩЕНИЕ РАВНОВЕСИЯ ПО ПРИНЦИПЦУ ЛЕ ШАТЕЛЬЕ n Влияние концентрации и температуры ← N 2 + 3 H 2 → 2 NH 3 Q = +92, 4 Кдж/моль (∆Н=-46, 2 к. Дж/моль) n Влияние давления ← 2 NО + О 2 → 2 NО 2 ← N 2+O 2 → 2 NO

ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ 1. КОНСТАНТА РАВНОВЕСИЯ РЕАКЦИИ 2. УКАЖИТЕ ПРИ КАКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ ВИХОД HCl В РЕАКЦИИ H 2 + + ↔ (г) ИМЕЕТ Si(т) + 2 Н 2 О(г) ↔ Si. O 2(т)Cl 22 Н 22 HCl, ВЫРАЖЕНИЕ МАКСИМАЛЬНЫЙ, ЕСЛИ ЗНАЧЕНИЯ КОНСТАНТ РАВНОВЕСИЯ СЛЕДУЮЩИЕ А. К=3, 2∙ 1016 (300 K) Б. К=2, 5∙ 108 (600 K) В. К=5, 5∙ 105 (900 K)

ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ 3. ПРИ УВЕЛИЧЕНИИ ДАВЛЕНИЯ В 10 РАЗ В СИСТЕМЕ 2 NО(г) + O 2(г) ↔ 2 NO 2(г) СКОРОСТЬ ПРЯМОЙ РЕАКЦІИИ ИЗМЕНИТСЯ ПО СРАВНЕНИЮ СО СКОРОСТЬЮ ОБРАТНОЙ РЕАКЦИИ А. уменьшится в 10 раз Б. уменьшится в 100 раз В. уменьшится в 1000 раз Г. увеличится в 10 раз Д. увеличится в 100 раз Е. увеличится в 1000 раз 4. ИСХОДЯ ИЗ ТОГО, ЧТО ПРИ ПОВЫШЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ РАВНОВЕСИЕ РЕАКЦИИ А. 2 SO 2 + O 2 ↔ 2 SO 3 СМЕЩАЕТСЯ ВЛЕВО, А РЕАКЦИИ Б. N 2 + O 2 ↔ 2 NO СМЕЩАЕТСЯ ВПРАВО, МОЖНО СДЕЛАТЬ ВЫВОД, ЧТО ПРЯМАЯ РЕАКЦИЯ 1. ЭНДОТЕРМИЧЕСКАЯ 2. ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ

Виды сорбции СОРБЦИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ ИЛИ АДСОРБЦИЯ АБСОРБЦИЯ ХИМИЧЕСКАЯ ИЛИ ХЕМОСОРБЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ • ОБРАТИМОСТЬ • НЕОБРАТИМОСТЬ • СИЛЫ ФИЗИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ • СИЛЫ ХИМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ • УМЕНЬШЕНИЕ ПРЕДЕЛА АДСОРБЦИИ С ПОВЫШЕНИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ • УВЕЛИЧЕНИЕ ПРЕДЕЛА АДСОРБЦИИ С ПОВЫШЕНИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ

АБСОРБЦИЯ - ПРОЦЕСС ПОГЛОЩЕНИЯ СОРБАТА ВО ВСЕМ ОБЪЕМЕ СОРБЕНТА Скрубберный процесс – барботаж газа через поглотительную колонну очищенный газ загрязненный газ

ХЕМОСОРБЕНТЫ • активированный уголь С • силикагель Si. O 2 аморфный • цеолиты n. Al 2 O 3. m. Si. O 2 (молекулярные сита) Активные центры

Кристаллическая и аморфная фазы

АКТИВИРОВАННЫЙ УГОЛЬ Удельная площадь поверхности 1000 м 2/г О О С С С С + О 2 С С + (СО + СО 2) С С С десорбция С С С

Постепенное изменение структуры угля при его активировании

РЕЖИМЫ СОРБЦИИ • СТАТИЧЕСКИЙ • ДИНАМИЧЕСКИЙ С 1 С О Р Б Е Н Т С 2 КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ: • ВРЕМЯ ПРОСКОКА • ДСОЕ=С 1 -С 2/m, мг-экв/кг. л С 1 >> С 2

Межмолекулярные силы, действующие на молекулу в поверхностном слое и в объеме жидкости

ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ Изотерма адсорбции (t=const) А – ПИВ Б – ПНВ В - ПАВ

Дифильная молекула ПАВ Полярная группа Неполярный углеводородный радикал ОН NH 2 COOH Cn. H 2 n-1

а- строение гептановой кислоты б- строение гептанового спирта

Величина адсорбции ПАВ Г = Смежфазная граница – Собъем ГПАВ > 0 ГПИВ < 0 Г Г ∞ СПАВ

Ориентация молекул ПАВ на межфазных границах

«Смазочное» действие гидрофобнопластифицирующих добавок

Схема образования мицелл в растворах мыла: n а- разбавленный раствор мыла n б- более концентрированный раствор, содержащий сферические мицеллы мыла n в, г- концентрированный раствор, содержащий пластинчатые мицеллы

СМАЧИВАНИЕ ПОЛНОЕ НЕПОЛНОЕ θ θ < 90° θ θ θ ~ 90° θ > 90°

Смачивание поверхностей Гидрофильные поверхности Гидрофобные поверхности Алмаз Корунд Кварц Силикаты (стекло) Оксиды металлов Гидроксиды металлов Сера Сульфиды металлов Тальк Углеводороды

Флотационное обогащение руд

Виды смачивания КОНТАКТНОЕ ИММЕРСИОННОЕ З ФАЗЫ Г Ж Т

ИНВЕРСИЯ СМАЧИВАНИЯ Гидрофилизация поверхности Гидрофобизация поверхности

Адгезия и когезия а в а σа σв σав в Wa = σа + σв - σав а а Wс = 2σ σ σ

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ ЛЕКЦИЯ ЗАКОНЧЕНА