M etüüle tan aat 88,1 5. Etaanhappe moolide hulga leidmine lahuses nr 6 g Etaanhappe molaarmass M etaanhape = 60 mol metaanhape 1,062 nlähte _ etaanhape = = = 0,0177 mol M etaanhape 60 6. Tasakaalusegus etaanhappe tiitrimiseks kulunud 0,5028N NaOH hulga leidmine milliliitrites V NaOH ,etaanhappele =Vtasakaalusegu -V NaOH , HCL -le = 97,2 - 27,2 = 65,5ml 7. Etaanhappe moolide arvu leidmine tasakaalusegus a) Etaanhappe tiitrimiseks kulunud NaOH moolide hulga leidmine n NaOH = c M , NaOH V NaOH ,etaanhappele = 0,5028 0,0655 = 0,0329mol b) ntasak _ etaanhape = n NaOH = 0,0329mol 8. Reaktsioonil tekkinud etaanhappe moolide hulga leidmine
Katseandmed ja arvutuskäik Uuritav segu: 5 mL 3n HCl + 4 ml etüületanaati + 1 ml etaanhapet Sain kaaludes: NaOH-ga tiitrimise tulemused: mHCl=5,226 g V1,NaOH=31 mL (0,5145n) metüületanaat=3,534 g V2,NaOH=101 mL (0,5145n) metaanhape=1,031 g 1. HCl-ga sisse viidud vee hulk grammides 2. HCl-ga sisse viidud vee hulk moolides 3. Etüületanaadi hulk lähtesegus 4. Tasakaalusegus etaanhappe tiitrimiseks kulunud 0,5145n NaOH hulga leidmine milliliitrites: 5. Etaanhappe moolide arv tasakaalusegus a. Etaanhappe tiitrimiseks kulunud NaOH moolide hulk 6. Etaanhappe moolide hulk lähtesegus 7. Reaktsioonil tekkinud etaanhappe moolide hulk 8. Etüületanaadi moolide arv tasakaalusegus: 9. Iga tekkinud etaanhappe mooli kohta tekib 1 mol etanooli, seega: 10. Vee moolide arv tasakaalusegus: 11
Katseandmed ja arvutuskäik Uuritav segu: 5 mL 3n HCl + 3 ml etüületanaati + 2 ml etaanhapet Sain kaaludes: NaOH-ga tiitrimise tulemused: mHCl=5,262 g V1,NaOH=30,1 mL (0,5180n) metüületanaat=2,696 g V2,NaOH=122,3 mL (0,5180n) metaanhape=2,115 g 1. HCl-ga sisse viidud vee hulk grammides 2. HCl-ga sisse viidud vee hulk moolides 3. Etüületanaadi hulk lähtesegus 4. Tasakaalusegus etaanhappe tiitrimiseks kulunud 0,5180n NaOH hulga leidmine milliliitrites: 5. Etaanhappe moolide arv tasakaalusegus a. Etaanhappe tiitrimiseks kulunud NaOH moolide hulk 6. Etaanhappe moolide hulk lähtesegus 7. Reaktsioonil tekkinud etaanhappe moolide hulk 8. Etüületanaadi moolide arv tasakaalusegus: 9. Iga tekkinud etaanhappe mooli kohta tekib 1 mol etanooli, seega: 10. Vee moolide arv tasakaalusegus: 11
Katseandmed ja arvutuskäik: Uuritav segu: 5ml 3n HCL+4ml etanooli+1ml etaanhappet. Sain kaaludes: NaOH-ga tiitrimise tulemused: mHCl=5,175 g V1,NaOH=31,4 mL (0,5160n) metanool=3,145 g V2,NaOH=52,2 mL (0,5120n) metaanhape=1,022 g 1. HCl-ga sisse viidud vee hulk grammides 2. HCl-ga sisse viidud vee hulk moolides 3. Etanooli hulk lähtesegus 4. Tasakaalusegus etaanhappe tiitrimiseks kulunud NaOH hulga leidmine milliliitrites: 5. Etaanhappe moolide arv tasakaalusegus a. Etaanhappe tiitrimiseks kulunud NaOH moolide hulk 6. Etaanhappe moolide hulk lähtesegus 7. Etanooli moolide arv tasakaalusegus: 8. Etanooli tasakaalusegus : 9. Tasakaalukonstant arvutatakse valemiga: Uuritav lahus: 5 mL 3 n HCl + 3 mL etüületanaati + 2 mL etaanhapet
Summaarne vee hulk lähtelahuses on aga: mH20 sum = 4,95 + 4,3646 = 9,3146g n=m/M ,Mvesi=18g/mol n=9,3146g/18g/mol=0,5175 mool 2) Summaarne vee hulk reaktsioonilahuse nr 6 kolvides on võrdne HCl-ga sisseviidud vee hulgaga: 4, 3646g n=4,3646g/18g/mol=0,2425mool 3)Etüületanaati lähtelahuses, mooli Metüületanaat=88,11 g/mol n=3,547/88.11=0,0403 mool 4)Etaanhapet lähtelahuses, mooli Metaanhappe=60,05 g/mol n=1,057/60.05=0,0176mool 5) Etaanhapet tasakaalusegus : nCH3COOH = ekv = CN(NaOH) * VNaOH [L] = 0,5010 * 0,0722 = 0,0362 mool Kuna aga lähtesegus on 0,0176 mooli etaanhapet, siis tekib etaanhapet 0,0362 0,0176 = 0,0186 mooli. Ka etanooli tekib 0,0186 mooli. 6) Etüületanaati tasakaalusegus: nCH3COOC2H5 = 0,0403 0,0186 = 0,0217 mol 7) Vett tasakaalusegus: nH20 = 0,2425 0,0186 = 0,2239 mol 8) Tasakaalukonstant reaktsioonile: xCH 3COOC2 H 5 xH 2O K x = xCH 3COOH xC2 H 2OH K'x=0,0217*0,2239/0,0362*0,0186=7,2
Tasakaalusegu tiitrimiseks kulunud 0,5090 62,70 ml n NaOH kogus: 5 m1 3n HCl tiitrimiseks kulunud 0,5090 n NaOH kogus: 30,70 ml Tasakaalusegus etaanhappe tiitrimiseks 32 ml kulunud 0,5090 n NaOH kogus: Etaanhapet tasakaalusegus: 0,0162 mooli Reaktsioonil tekkinud/ära reageerinud 0,0162 mooli etaanhappe kogus: Etanooli tasakaalusegus: 0,0162 mooli Etüületanaati tasakaalusegus: 0,004 mooli Vett tasakaalusegus: 0,4089 mooli
oleva vee massi. Viimane arvutatakse, lahutades 5ml 3n HCl lahuse massist selles leiduva HCl tiitrimise teel määratud massi. Etaanhappe hulk tasakaaluolukorras igas kolvis arvutatakse lähtudes tasakaalulise lahuse tiitrimiseks kulutatud NaOH milliliitrite arvust, millest lahutatakse esimese kolvi sisu tiitrimiseks kulunud NaOH-kogus. Lahuste 6 ja 7 korral lisatakse lähtelahusele etaanhapet ning seda kogust peab kasutama kõigi teiste ainete hulga määramiseks tasakaalusegus. Iga reaktsioonil tekkinud etaanhappe mooli kohta tekib 1 mool etanooli ja kaob 1 mool vett ning 1 mool etüületanaati. Kui on teada kõigi nelja aine hulk lähtesegus ja reaktsiooni vältel tekkivate etaanhappe moolide arv, saab arvutada näilise tasakaalukonstandi K´x. K´x väärtus sõltub mõningal määral kontsentratsioonidest. Arvutused 1. HCl-ga sisse viidud vee hulga leidmine a) Lahuse nr 1 tiitrimiseks kulunud NaOH moolide hulga leidmine
0,5180 n NaOH ml arv Tasakaalusegus etaanhappe tiitrimiseks __ 25,1 ml kulunud NaOH ml arv Etaanhapet tasakaalusegus; mooli __ 0,0127 mol Reaktsioonil tekkinud etaanhappe __ 0,0127 mol moolide arv Etanooli tasakaalusegus; mooli __ 0,0127 mol Etüületanaati tasakaalusegus: mooli __ 0,0175 mol Vett tasakaalusegus; mooli __ 0,2453 mol Tasakaalukonstant K´x. __ 26,62 HCl-ga sisse viidud vee hulga leidmine: 1)Tiitrimiseks kulunud NaOH moolide hulga leidmine (Antud juhul NaOH normaalne kontsentratsioon loetud võrdseks molaarse kontsentratsiooniga: c N , NaOH cM , NaOH )
Tasakaalusegu tiitrimiseks kulunud 0.5180 n - - - 69,800 69,200 NaOH ml arv 5 ml 3 n HCl tiitrimiseks kulunud 0.5280n NaOH 28,700 29,200 28,950 29,509 29,764 ml arv Tasakaalusegus etaanhappe tiitrimiseks kulunud 40,291 39,436 NaOH ml arv Etaanhapet tasakaalusegus, mooli - - - Reaktsioonil tekkinud etaanhappe moolide arv - - - Etanooli tasakaalusegus, mooli - - - Etüületanaati tasakaalusegus, mooli - - - Vett tasakaalusegus, mooli - - - Tasakaalukonstant K´x - - - 1. Vee hulk katse alguses: Lahus 1:
g M etaanhape=82,03 mol metaanhape 0,995 g netaanhape = = =0,0121 mol M etaanhape g 82,03 mol Tasakaalusegus etaanhappe tiitrimiseks kulunud 0,5060 n NaOH hulga leidmine ml-tes: V NaOH =V tasakaalusegu−V kulunud NaOH HCl−¿ =109,2ml−31,5 ml=77,7 ml Etaanhappe moolide arvu leidmine tasakaalusegus mol n etaanhape=C N etaanhape∗V etaanhape=0,5060 ∗0,0777 l=¿ l 0,0393 mol Tasakaalukonstant reaktsioonile: xCH 3COOC2 H 5 xH 2O K x xCH 3COOH xC2 H 2OH K=0,0115*0,2328/0,0272*0,0393=2,5 Katseandmed esitatakse järgmiste tabelite kujul: Tabel 1
Seega on HCl-ga sisseviidud vee hulk mH20 = 5,066 0,5310 = 4,5350g. Summaarne vee hulk lähtelahuses on aga: m H20 sum = 4,872 + 4,535 = 9,4070g, moolides 9,4070/18 = 0,5226 mol. 2) Summaarne vee hulk reaktsioonilahuse nr 6 kolvides on võrdne HCl-ga sisseviidud vee hulgaga: 4, 535g (0,2519 mol). 3) Etaanhapet tasakaalusegus : nCH3COOH = ekv = CN(NaOH) * VNaOH [L] = 0,5 * 0,073 = 0,0365 mol tasakaalusegus! Kuna aga lähtesegus on 0,0171 mooli etaanhapet, siis tekib etaanhapet 0,0365 0,0171 = 0,0194 mooli. Ka etanooli tekib 0,0194 mooli. 4) Etüületanaati tasakaalusegus: nCH3COOC2H5 = 0,0404 0,0194 = 0,021 mol 5) Vett tasakaalusegus: nH20 = 0,2519 0,0194 = 0,2325 mol
M H 2O M H 2O 18 4. Etüületanaadi moolide hulga leidmine lahuses nr 2 g Etüületanaadi molaarmass M etüüle tan aat = 88,1 mol m 4,435 nlähe _ etüüle tan aat = etüüle tan aat = = 0,0503mol M etüüle tan aat 88,1 5. Tasakaalusegus etaanhappe tiitrimiseks kulunud 0,529N NaOH hulga leidmine milliliitrites V NaOH ,etaanhappele =Vtasakaalusegu -V NaOH , HCL -le = 80,0 - 28,0 = 52,0ml a) tiitrimiseks kulunud NaOH moolide hulga leidmine n NaOH = c M , NaOH V NaOH = 0,529 0,052 = 0,0275mol 6. Reaktsioonil tekkinud etaanhappe moolide hulga leidmine ntekkinud _ etaanhape = n NaOH = 0,0275mol 7. Vee moolide hulga leidmine tasakaalusegus n H 2O _ tasakaal = n H 2O _ sum
mvesi = 4,659( g ) m H 2O 4,659 n H 2O = = = 0,2588mol M H 2O 18 1. Etüületanaadi hulk lähtesegus 2. Etaanhape taasakaalusegus mooli C *V 0,5160mol / ml * 68,5ml nCH 3COOH = NaOH NaOH = = 0,035346mol 1000 1000 3. Etaanhappe moolide hulk lähtesegus 4. Reaktsioonil tekkinud etaanhappe moolide hulk 5. Etüületanaadi moolide arv tasakaalusegus: 6. Iga tekkinud etaanhappe mooli kohta tekib 1 mol etanooli, seega: 7. Vee moolide arv tasakaalusegus: 8. Tasakaalukonstant arvutatakse valemiga: Aine Mooli lähtelahuses Reageerib ära Tekib Tasakaalus moole Etaanhape 0 0,03534 Etanool 0 0 0,01784
Vee hulk igas kolvis katse algul on leitav, lisades puhta vee massile (antud olukorras puhast vett polegi) 3n HCl-s oleva vee massi. Viimane arvutatakse, lahutades 5ml 3n HCl lahuse massist selles leiduva HCl massi, mis on määratud tiitrimise teel. Etaanhappe hulk tasakaaluolukorras igas kolvis arvutatakse lähtudes tasakaalulise lahuse tiitrimiseks kulutatud NaOH milliliitrite arvust, millest lahutatakse HCl lahuse tiitrimiseks kulunud NaOH-kogus. Tasakaalusegu tiitrimise alusel määratakse tasakaalusegus olev etaanhappe kogus (moolide arv). Arvestades lähtelahusesse viidud etaanhappe hulka leitakse reaktsiooni käigus tekkinud või ära reageerinud etaanhappe kogus. Kui on teada kõigi nelja aine hulk (moolides) lähtesegus ja reaktsiooni vältel tekkiva (ära reageeriva) etaanhappe moolide arv, saab arvutada teiste ainete hulga (moolides) tasakaalusegus. Iga reaktsioonil tekkinud etaanhappe mooli kohta tekib 1 mool etanooli ja kaob 1 mool vett ning 1 mool etüületanaati ja vastupidi
juuresolekul. Arvutused. Vee hulk igas kolvis katse algul on leitav, lisades puhta vee massile 3n HCl-s oleva vee massi. Viimane arvutatakse, lahutades 5ml 3n HCl lahuse massist selles leiduva HCl massi, mis on määratud tiitrimise teel. Etaanhappe hulk tasakaaluolukorras igas kolvis arvutatakse lähtudes tasakaalulise lahuse tiitrimiseks kulutatud NaOH milliliitrite arvust, millest lahutatakse HCl lahuse tiitrimiseks kulunud NaOH-kogus. Tasakaalusegu tiitrimise alusel määratakse tasakaalusegus olev etaanhappe kogus (moolide arv). Arvestades lähtelahusesse viidud etaanhappe hulka leitakse reaktsiooni käigus tekkinud või ära reageerinud etaanhappe kogus. Kui on teada kõigi nelja aine hulk (moolides) lähtesegus ja reaktsiooni vältel tekkiva (ära reageeriva) etaanhappe moolide arv, saab arvutada teiste ainete hulga (moolides) tasakaalusegus. Iga reaktsioonil tekkinud etaanhappe mooli kohta tekib 1 mool etanooli ja kaob 1 mool vett ning 1 mool etüületanaati ja vastupidi
Tasakaalusegu tiitrimiseks kulunud 0,5 n NaOH ml arv 75,0 75,5 5 m1 3n HCl tiitrimiseks kulunud 0,5 n 29,3 29,3 - - NaOH ml arv Tasakaalusegus etaanhappe tiitrimiseks kulunud NaOH ml arv - - 45,7 46,2 Etaanhapet tasakaalusegus (mooli) - - 0,02285 0,0231 Etanooli tasakaalusegus (mooli) - - 0,02285 0,0231 Etüületanaati tasakaalusegus (mooli) - - 0,02865 0,0284 Vett tasakaalusegus (mooli) - - 0,52015 0,2419 Tasakaalukonstant K´x - - 28,542 12,874
Etaanhapet lähtelahuses, g - - -- -- mooli.. Tasakaalusegu tiitrimiseks kulunud -- -- 63,4 63,3 0,49 n NaOH ml arv 5 m1 3n HCl tiitrimiseks kulunud 29,5 29,6 - - 0,49 n NaOH ml arv Tasakaalusegus etaanhappe tiitrimiseks kulunud NaOH ml arv -- -- 33,9 33,7 Etaanhapet tasakaalusegus mooli -- -- 0,0166 0,0165 Reaktsioonil tekkinud etaanhappe -- -- - - moolide arv Etanooli tasakaalusegus, mooli -- -- 0,0166 0,0165 Etüületanaati tasakaalusegus, mooli -- -- 0,0033 0,0034
mooli 0,020 0,020 5 m1 3n HCl tiitrimiseks kulunud 0,5320n NaOH ml arv 27,5 28,0 27,75 27,75 0,5290n NaOH ml arv Tasakaalusegu tiitrimiseks kulunud 0,5320n NaOH ml arv 27,75 27,75 0,5290n NaOH ml arv 56,5 56,6 Tasakaalusegus etaanhappe -- -- 28,75 28,85 tiitrimiseks kulunud NaOH ml arv Tasakaalusegus etaanhappega -- -- 0,0152 0,0153 reageerinud NaOH moolide arv Etaanhapet tasakaalusegus mooli -- -- 0,0152 0,0152 Reaktsioonilahuse koostis: Aine Mooli Reageerib ära Tekib Tasakaalus
Entroopia kasv S>0 (sulamine,aurustumine, lahustumine, temp tõstmine, reakts, kus gaasiliste ainete hulk kasvab)Entroopia kahanemine S<0veeldumine, tahkestumine,gaasiliste ainete mahu vähenemine)Spontaansusehindamine :G=H -TS (G- Gibbsi vaba energia muut. Protsess spontaanne kui G<0Mida suurem on Kc või Kp , seda enam on reaktsiooni tasakaal nihutatud paremale, produktide poole.reaktsiooni isotermi võrrand: G = - R · T · ln(Kp) G << 0 (Kp >> 1) reaktsioon kulgeb vasakult paremale, tasakaalusegus põhiliselt saadused. Reaktsioon kulgeb praktiliselt lõpuni.G >> 0 (Kp <<1) reaktsioon kulgeb vastasuunas, tasakaalusegus põhiliselt lähteained. Reaktsioon praktiliselt ei kulge.
4,668 g 0,259 mol lähtelahuses Etanooli 0,763 g 0,0166 mol lähtelahuses Etüületanaati 3,52 g 0,04 mol lähtelahuses Etaanhapet 0 g 0 mol lähtelahuses Tasakaalusegu tiitrimiseks kulunud 0,5180 M (n) 71,55 mL 0,0369 mol (n2) NaOH Etaanhappega reageerinud NaOH moolide arv (n = n2 n1) 0,0212 mol Etaanhappe moolide arv tasakaalusegus (n) 0,0212 mol Tasakaalusegu koostise arvutus: Aine Mooli Reageerib ära Tekib Tasakaalus lähtelahuses moole Etaanhape /segu g/ -- 0,0212 0,0212 Etanool 0,0166 -- 0.0212 0.0378 Etüületanaat 0,04 0,0212 -- 0,0188
Etüületanaati lähtelahuses 3,51 g 0,039 mol Etaanhapet lähtelahuses 0 g 0 mol Tasakaalusegu tiitrimiseks kulunud 41,1 mL 0.0212 mol (n2) 0,5180 M (n) NaOH Etaanhappega reageerinud NaOH 0,0212 mol moolide arv (n = n2 n1) Etaanhappe moolide arv tasakaalusegus 0,0212 mol (n) Tasakaalusegu koostise arvutus: Aine Mooli Reageerib ära Tekib Tasakaalus lähtelahuses moole 2014 Etaanhape /segu g/ -- 0,0212 0,0212 Etanool 0,0166 -- 0.0212 0
suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsiooni- saadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist 2KClO 3(s) 2KCl(s) + 3O2(g) Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc), kusjuures molaarseid kontsentratsioone tasakaaluolekus tähistatakse sageli nurksulgudega. Peetagu meeles, et ikka on saaduste kontsentratsioonid (vastavates astmetes) murrujoone peal ja lähteained all. [A]...[D] ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm 3 a, b, c, ja d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist.
Sissejuhatus: Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsiooni-saadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist. Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, kulgedes mõlemas suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas tasakaalusegus on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest nagu temperatuur ja rõhk nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega. Fikseeritud tingimustel saabub olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu- keemiline tasakaal. Siis ei ole protsessid lõppenud, vaid kulgevad vastassuunas ühesuguse kiirusega. Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti- Kc. Cc × D d
lisatud vesi Kokku vett 4,985 g 0,277 mol lähtelahuses Etanooli 0,7 g 0,0152 mol lähtelahuses Etüületanaati 3,562 g 0,0404 mol lähtelahuses Tasakaalusegu 72,2 mL 0,0373 mol (n2) tiitrimiseks kulunud 0,5160 M (n) NaOH Etaanhappega reageerinud NaOH moolide arv (n = n2 n1) 0,0241 mol Etaanhappe moolide arv tasakaalusegus 0,0241 mol (n) Tabel. Tasakaalusegu koostise arvutus Aine Mooli Reageerib ära Tekib Tasakaalus moole lähtelahuses Etaanhape - - 0,0241 0,0241 Etanool 0,0152 - 0,0241 0,0393
Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsioonisaadusest (gaas või sade) eraldub süsteemist. Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Keemiline tasakaal on nn dünaamiline tasakaal, sest protsessid ei ole lõppenud, vaid nad kulgevad vastassuundades ühesuguse kiirusega. Pöörduv reaktsioon: v1 aA+ bB cC+ dD → ← v2 pärisuunaline reaktsiooni kiirus - v1
Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsiooni-saadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist. Näiteks: 2KClO3(s) 2KCl(s) + 3O2(g) Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega. Näiteks: H2(g) + I2(g) 2HI(g) Fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc), kusjuures molaarseid kontsentratsioone tasakaaluolekus tähistatakse sageli nurksulgudega
Küsimused ja ülesanded 1. Millised reaktsioonid on pöörduvad, millised pöördumatud? Tuua näiteid. - Pöördumatud protsessid toimuvad ühes suunas peaaegu lõpuni (nt üks reaktsioonisaadustest eraldub süsteemist (sade, gaas). [nt 2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)] Pöörduvad protsessid kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks on moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) nii lähteaineid kui ka saadusi. Erinevate tingimustega (temperatuur, rõhk) saab nende vahekorda tasakaalusegus muuta. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse kahe vastassuunalise noolega () [nt H2(g) + I2(g) 2HI(g)] 2. Millises suunas nihkub reaktsiooni CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) tasakaal, kui a) reaktsiooni keskkonda lisada veeauru – lähteainete suunas (?) b) reaktsiooni keskkonnast juhtida välja vesinikku – lähteainete suunas c) reaktsiooni keskkonnast juhtida välja süsinikmonooksiidi – saaduste suunas 3
8. Etüületanaati lähtelahuses metüület. =57,502 55,702= 1,800 g M (CH3COOC2H5) = 12+3·1+12+16+16+2·12+5·1 = 88 nvesi = = = 0,0205 mol 9. Tasakaalusegu tiitrimiseks kulunud 0,5100 M (n) NaOH VNaOH= = 63,35 mL VNaOH · CM, NaOH = nNaOH nNaOH = 63,35 · 10-3 · 0,5100 = 0,0323 mol 10. Etaanhappega reageerinud NaOH moolide arv (n = n2 n1) n = n2 n1 = 0,0323 0,0156 = 0,0167 mol 11. Etaanhappe moolide arv tasakaalusegus (n) etaanhappe moolide arv segus on sama, mis etaanhappega reageerinud NaOH moolide arv. Tabel. Katseandmete töötlus I ja II kolvi keskmine 5 mL 3M (3n) HCl lahuse 5,266 g mass 5 mL 3M (3n) HCl tiitrimiseks kulunud 0,5100 M (n) NaOH 30,6 mL 0,0156 mol (n1) HCl mass 0,569 g lahuses Vee mass HCl 4,697 g lahuses III ja IV kolvi keskmine HCl lahusega
Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsioonisaadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist 2KClO3(s) →2KCl(s) + 3O2 ↑ Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega. H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g) Kui see reaktsioon algab, on segus ainult vesiniku ja joodi molekulid. Reaktsioonid toimuvad osakeste kokkupõrgete kaudu. Vesiniku ja joodi molekulide kokkupõrgetes tekivad vesinikjodiidi molekulid. Reaktsiooni käigus hakkab vähenema lähteainete – vesiniku ja joodi kontsentratsioon (moolides väljendatud
ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc), kusjuures molaarseid kontsentratsioone tasakaaluolekus tähistatakse sageli nurksulgudega. [C]C [A]A [B]B [D]D Kc=[C]C * [D]D / [A]A * [B]B [A]...[D] ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a, b, c, ja d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist Kuna tasakaalusegus võib olla nii lähteaineid kui saadusi, siis kuidas saavutada just saaduste võimalikult kõrge sisaldus ehk kuidas nihutada tasakaalu paremale saaduste tekke suunas. Hinnangut võimaldab anda Le Chatelier' printsiip. Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele. Tingimused, mida saab muuta, on eelkõige lähteainete kontsentratsioon, temperatuur ja rõhk.
kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsiooni-saadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist 2KClO3(s) 2KCl(s) + 3O2(g) Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega Fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. . Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc), kusjuures molaarseid kontsentratsioone tasakaaluolekus tähistatakse sageli nurksulgudega.
Keemiline tasakaal olek, kus lähteainete ja produktide kontsentratsioonid ajas enam ei muutu. Tasakaalukontstant (Kc) kirjeldab matemaatiliselt tasakaaluolekut. Kc sõltub temperatuurist, mitte kontsentratsioonist. Mida suurem on Kc või Kp, seda enam on reaktsiooni tasakaal nihutatud paremale produktide tekke suunas. Reaktsiooni isotermi võrrand G = - R · T · ln(Kp) G << 0 (Kp >> 1) reaktsioon kulgeb vasakult paremale, tasakaalusegus põhiliselt saadused. Reaktsioon kulgeb praktiliselt lõpuni. G >> 0 (Kp <<1) reaktsioon kulgeb vastasuunas, tasakaalusegus põhiliselt lähteained. Reaktsioon praktiliselt ei kulge. Tasakaalu nihkumine, Le Chatelier' printsiip tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele. *Lähteainete kontsentratsiooni suurendamine tasakaalusüsteemis nihutab
985 n 0.0547 m (H2O)kokku 5.577 n 0.3095 m (CH3COC2H5) 3.478 n 0.0395 CM (NaOH) 0.506 n V (NaOH) 80.65 0.0408 n (Eth. reag. NaOH) 0.0245 n (CH3COOH) 0.0245 3. Arvutasin tasakaalusegus olevate ainete moolide arvud. Arvutasin tasakaalukonstandi. Tasakaalusegu koostise arvutus Aine Mooli lähtelahuses Reageerib ära CH3COOC2H5 0.0395 0.0245 C2H5OH - - CH3COOH - -
lähtelahuses Etüületanaati 2,686 g 0,03 mol lähtelahuses Etaanhapet - g - mol lähtelahuses Tasakaalusegu 71 mL 0,037 mol (n2) tiitrimiseks kulunud 0,5180M (n) NaOH Etaanhappega reageerinud NaOH moolide arv (n = n2 n1) 0,0203 mol Etaanhappe moolide arv tasakaalusegus 0,0203 mol(n) Tabel. Tasakaalusegu koostise arvutus Aine Mooli Reageerib ära Tekib Tasakaalus moole lähtelahuses Etaanhape /segu g/ - 0,0203 0,0203
Etüületanaati lähtelahuses 1.711 Etaanhapet lähtelahuses 0 Tasakaalusegu tiitrimiseks kulunud 0,514M 60.500 NaOH Etaanhappega reageerinud NaOH moolide arv Etaanhappe moolide arv tasakaalusegus Tabel 2 Tasakaalusegu koostise arvutus kogus(mol) g Aine etaanhape ml 0.016 etanool g etüületanaat g vesi g 0
. d osarõhud atm. Kui reaktsioonis osaleb lisaks gaasidele ka tahkeid või vedelas olekus aineid, siis ei panda neid tasakaalukonstandi avaldisse, sest tahke aine ja puhta vedeliku kontsentratsioon on püsiv suurus, mille võib viia tasakaalukonstandi sisse. Kp ja Kc vahel kehtib seos Kp = Kc · (RT) R universaalne gaasikonstant J mol T absoluutne temperatuur K n gaasiliste ühendite moolide arvu muutus reaktsioonis Mida suurem on Kc või Kp, seda enam on tasakaalusegus saadusi, st reaktsiooni tasakaal on nihutatud paremale saaduste tekke suunas. Le Chatelier' printsiip Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele. Tingimused, mida saab muuta, on eelkõige lähteainete kontsentratsioon, temperatuur ja rõhk. Siin peetakse silmas seda, kuidas need tingimused mõjutavad juba tasakaaluolekus olevat süsteemi. Kontsentratsioon
519 Etaanhapet lähtelahuses - Tasakaalusegu tiitrimiseks kulunud 69.45 mL 0.5160M NaOH Etaanhappega reageerinud NaOH - moolide arv (n = n2 - n1) Etaanhappe moolide arv - tasakaalusegus (n) Tabel 2 Aine Mooli lähtelahuses Etaanhape (C2H5OH (v)) 0 Etanool (CH3COOH (v)) 0.0148 mol Etüületanaat (CH3COOC2H5 (v)) 0.0399 mol Vesi (H2O (v)) 0.272 mol (1,99∗25,2)/(2∗3,48)=7,2
[A]...[D] ainete A...D konsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a,b,c,ja d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist. Gaasiliste ainete osavõtul kulgevate reaktsioonide korral avaldatakse tasakaalukonstant tavaliselt osarõhkude kaudu (tähis Kp): pA...pD gaasiliste ainete A...D osarõhud atm. Kehtib seos: R universaalne gaasikonstant J mol1K1 T absoluutne temperatuur K n gaasiliste ühendite moolide arvu muutus reaktsiooni Mida suurem on Kc või Kp, seda enam on tasakaalusegus saadusi, st reaktsiooni tasakaal on nihutatud paremale saaduste tekke suunas. Le Chatelier' printsiip Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele. Tingimused, mida saab muuta, on eelkõige lähteainete kontsentratsioon, temperatuur ja rõhk. Kontsentratsioon Lähteainete kontsentratsiooni suurendamine nihutab reaktsiooni tasakaalu paremale. Temperatuur
Laboratoorne töö 3 Keemiline tasakaal ja reaktsiooni kiirus Sissejuhatus Keemilised protsessid jagunevad pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni, vastupidiselt need reaktsioonid ei kulge. Pöörduvad reaktsioonid aga kulgevad nii ühes kui teises suunas, reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi, mille vahekord varieerub sõltuvalt erinevatest tingimustest. Keemiliseks tasakaaluks nimetatakse olukorda, kus pöörduvate reaktsioonide puhul ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu, vastassuunalised protsessid kulgevad ühesuguse kiirusega. Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc). [A]...[D] ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm 3 (A, B on lähteained, C, D on saadused) a, b, c, d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist ...
Eksperimentaalne töö 1 Ainete kontsentratsiooni muutuse mõju tasakaalule Töö ülesanne ja eesmärk Le Chatelier´i printsiip- reaktsiooni tasakaalu nihkumise uurimine lähteainete ja saaduste konsentratsiooni muutmisel. Sissejuhatus · Le Chatelier´i printsiip Kuna tasakaalusegus võib olla nii lähteaineid kui saadusi, siis kuidas saavutada just saaduste võimalikult kõrge sisaldus ehk kuidas nihutada tasakaalu paremale saaduste tekke suunas. Hinnangut võimaldab anda Le Chatelier´i printsiip. Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele. Tingimused mida saab muuta on, eelkõige lähteainete konsentratsioon, temperatuur ja rõhk
594 g 0.311 mol Etanooli lähtelahuses - g - mol Etüületanaati lähtelahuses 4.239 g 0.0482 mol Etaanhapet lähtelahuses - g - mol Tasakaalusegu tiitrimiseks kulunud 0,500 M NaOH 94.65 mL 0.0473 mol(n2) Etaanhappega reageerinud NaOH moolide arv (n=n2-n1) 0.0314 mol Etaanhappe moolide arv tasakaalusegus (n) 0.0314 mol 239 g 0M 0,500 M Tabel 2 Tasakaalusegu koostise arvutus Aine Mooli lähtelahuses Reageerib ära Etaanhape - - Etanool - - Etüületanaat 0.0482 0.0314 Vesi 0.311 0.0314
Üleminek toimub alati vabaenergia vähenemise suunas. Sellest tulenevalt, kui temperatuuri muuta dT võrra, peab ka rõhk muutuma dP võrra. Seda tasakaalu kirjeldab Clapeyron-Clausiuse võrrand: dp/dT = H/(TV) 4. Keemiline tasakaal- süsteemi püsiv olek, mis kujuneb kui pöörduvas protsessis päri ja vastassuunalised reaktsioonid kulgevad võrdse kiirusega. 5. Reaktsiooni isotermi võrrand - DG = R × T × ln(Kp) DG << 0 (Kp >> 1) reaktsioon kulgeb vasakult paremale, tasakaalusegus põhiliselt saadused DG >> 0 (Kp << 1) reaktsioon kulgeb vastassuunas, tasakaalusegus põhiliselt lähteained 6. Tasakaalukonstandi sõltuvus temperatuurist reaktsioooni tasakaal ei sõltu temperatuurist, kui reaktsiooni soojusefekt e. entalpia on võrdne 0-ga. 3) 15. Elektrijuhtivuse määramine 1. Elektrolüütiline dissotsiatsioon. Elektrolüütide lahustumisel vees jagunevad molekulid vastasnimeliselt laetud osakesteks ioonideks.
Sissejuhatus Le Chatelier´i printsiip Kuna tasakaalusegus võib olla nii lähteaineid kui saadusi, siis kuidas saavutada just saaduste võimalikult kõrge sisaldus ehk kuidas nihutada tasakaalu paremale saaduste tekke suunas. Hinnangut võimaldab anda Le Chatelier´i printsiip. Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele. Tingimused mida saab muuta on, eelkõige lähteainete konsentratsioon, temperatuur ja rõhk. Siin peetakse silmas seda, kuidas need tingimused mõjutavad juba tasakaaluolekus olevat süsteemi. Vaatame ammoniaagi sünteesireaktsiooni näitel nende tingimuste muutumisest tulenevat tasakaalu nihkumist. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) Konsentratsioon- Lähteainete kontsentratsiooni suurendamine nihutab reaktsiooni tasakaalu paremale. Lähteainete konsentratsioonide suurendamisele avaldab süsteem vastupanu sellega, et ku...
27. Keemiline tasakaal olek, kus lähteainete ja produktide kontsentratsioonid ajas enam ei muutu. 28. Tasakaalukontstant (Kc) kirjeldab matemaatiliselt tasakaaluolekut. Kc sõltub temperatuurist, mitte kontsentratsioonist. Mida suurem on Kc või Kp, seda enam on reaktsiooni tasakaal nihutatud paremale produktide tekke suunas. 29. Reaktsiooni isotermi võrrand G = - R · T · ln(Kp) G << 0 (Kp >> 1) reaktsioon kulgeb vasakult paremale, tasakaalusegus põhiliselt saadused. Reaktsioon kulgeb praktiliselt lõpuni. G >> 0 (Kp <<1) reaktsioon kulgeb vastasuunas, tasakaalusegus põhiliselt lähteained. Reaktsioon praktiliselt ei kulge. 30. Tasakaalu nihkumine, Le Chatelier' printsiip tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele. *Lähteainete kontsentratsiooni
27. Keemiline tasakaal – olek, kus lähteainete ja produktide kontsentratsioonid ajas enam ei muutu. 28. Tasakaalukontstant (Kc) – kirjeldab matemaatiliselt tasakaaluolekut. Kc sõltub temperatuurist, mitte kontsentratsioonist. Mida suurem on Kc või Kp, seda enam on reaktsiooni tasakaal nihutatud paremale – produktide tekke suunas. 29. Reaktsiooni isotermi võrrand – ∆G = - R · T · ln(Kp) ∆G << 0 (Kp >> 1) reaktsioon kulgeb vasakult paremale, tasakaalusegus põhiliselt saadused. Reaktsioon kulgeb praktiliselt lõpuni. ∆G >> 0 (Kp <<1) reaktsioon kulgeb vastasuunas, tasakaalusegus põhiliselt lähteained. Reaktsioon praktiliselt ei kulge. 30. Tasakaalu nihkumine, Le Chatelier’ printsiip – tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele. *Lähteainete kontsentratsiooni
järgmiselt: [A] - vastava ühendi molaarne konts. tasakaaluolekus, mol/L Kc sõltub vaid temperatuurist, mitte kontsentratsioonist. Tasakaalukonstanti, mis on avaldatud molaarsete kontsentratsioonide kaudu, kasutatakse sageli reaktsioonide korral, kus kõik ained on vesilahustes või vedelikud Homogeensetele gaasidega toimuvatele reaktsioonidele kirjutatakse tasakaalukonstant kasutades osarõhku (Kp) Mida suurem on Kc või Kp seda enam on tasakaalusegus saadusi, st reaktsiooni tasakaal on nihutatud paremale saaduste tekke suunas 1. Le Chatelier printsiip Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele. Lähteainete kontsentratsiooni suurendamine ja produktide kontsentratsiooni vähendamine (saaduste eemaldamine süsteemist) tasakaalusüsteemis nihutavad tasakaalu paremale - produktide tekke suunas
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
