تطور مجموعة كيميائية

6

Click here to load reader

description

نقول أن تطور كيميائي تلقائي إذا حدث دون تدخل خارجي . خلال تطور مجموعة كيميائية يؤول خارج التفاعل Qr خلال الزمن إلى قيمة حدية يتساوي ثابتة التوازن K ، حيث : Qr éq = K22) دراسة الحالات :عند انطلاق تحول كيميائي من تركيب معين للخليط التفاعلي يكون خارج التفاعل البدئي Qr,init :

Transcript of تطور مجموعة كيميائية

Page 1: تطور مجموعة كيميائية

www.bibliophy.sup.fr �������� �� � ����� *���� ������

������������� �� � 1

I ( ����� ���� ) ��!"# $�%&"( 11 ( '�$�":

)�� ����� $���* : aA(aq) + bB(aq) � cC(aq) + dD(aq)

�+,- ����� ���� .$�*Qr

Qr = [C]c.[D]

d / ( [A]

a.[B]

b )

$���" )� �����/ 0��1 &�2�Qr/ 0��1 &�2� /# 3 4� 5- )� �1&- �����-�� 6�*7 ��897 �����

:�&- / # :;#$ /# �1&- $�< =>�? /# �� @ )��- ���-�. (

• Qr B+C# D#+1 .

• Qr =K D>�� +�� ) D>�� ��1�E (

21 ( =�,��!"# � F�G :

121 ( ���� $���" :�%G ���� �����-�� =��!� �����: 1. C6H5-COOH(aq) + H2O(l)�C6H5-COO

-(aq) + H3O

+(aq)

2. 2 Al(s) + 3 Cu2+

(aq) � 2 Al3+

(aq)+ 3 Cu (s)

3. I2 (aq)+ 2 S2O32-

(aq)� 2 I- (aq)+ S4O6

2- (aq)

�5:

1. Qri = [C6H5-COO-]i.[H3O

+]i/[C6H5-COOH]I :�&- �����/ 0��1 &�2� / : �% ��-

H#�8" ���;��� =I���-1 .

2. Qreq = [Al3+

]²eq / [Cu2+

]3

eq �� @ ��897 �����/ 0��1 &�2� / ) Cu #Al .(

3. Qr = [I-]².[S4O6

2-]/([I2].[S2O3

2-]²) ���� )� �J�� $��� )���-�� ��!� )� � �+�- 6�*7 �%

�����.

211 ( ��K+� =�,��!":

o L�#��� M-5 ����� /� 5� $���"C6H5COOH N��%$" :C = 5,0.10-3

mol.L-1

=O �� P1 4� 5- � Q�� R��S :S = 1,0 cm2 , l = 1,0 cm. T!�G G = 2,03.10

-4 S

1. ��- )� M-5 L��" �K��� :�%.

2. 4� 5- �� Q�� :8C:σ . ��%$" �/+1 �J�� $�� UEH3O+

(aq) 0��1�F# D>�� +��

Page 2: تطور مجموعة كيميائية

www.bibliophy.sup.fr �������� �� � ����� *���� ������

������������� �� � 2

λ(Η3Ο+) : λ(C6H5COO

-) �-�S V���; UE 3 ��%$"H3O

+(aq) +�� D>�� .

3. 0� $��Qr,éq �/+1 ��%$"H3O+

(aq) 4� 5- ��%$"# D>�� +�� C �J�-�S :8C UE

�5 : 1. C6H5COOH(aq) + H2O(l) � C6H5COO

-(aq) + H3O

+(aq)

2. �� Q�-�1 � Q�- �SI�

G = σ . S / l

σ = G . l / S = 2,03.10-4

x 1,0.10-2

/ 1,0.10-4

σ = 2,03.10

-2 S.m

-1

σ = λ(H3O+).[H3O

+]éq + λ(C6H5COO

-).[C6H5COO

-]éq

ا���ول ا����� و��� ( �� ا���د����� إ��ا�� : ([H3O+]éq = [C6H5COO

-]éq

"� σ'��ض %� $�#σ = (λ(H3O

+) + λ(C6H5COO

-)).[H3O

+]éq

[H3O+]éq = σ / (λ(H3O

+) + λ(C6H5COO

-))

[H3O+]éq = 2,03.10

-2 / ( 35,0.10

-3 + 3,23.10

-3)

[H3O+]éq = 0,53 mol.m

-3 [H3O

+]éq

[H3O+]éq = 5,3.10

-4 mol.L

-1

3. K = Qr éq = ([H3O+]éq.[ C6H5COO

-]éq)/[ C6H5COOH]éq

[H3O+]éq = [C6H5COO

-]éq = 5,3.10

-4 mol.L

-1

:��� ا',�ظ آ��� ا��دة c = [C6H5COOH]éq+[C6H5COO

-]éq ; [C6H5COOH]éq = c-[H3O

+]éq

K = [H3O

+ ]éq

2 / (c-.[H3O

+]éq)= (5,3.10

-4 )

2/(5,0.10

-3 - 5,3.10

-4 ) = 6,28.10

-5

II ()���-�% ��!" WS�" 12( '�$�" :X )��, " )���-�% ��!" DG 4�,* )9��� ��+" D#K Y+C O . �����-�% ���-�� ��!" 4I� 4#Z�

����� ����Qr�1�E H#�8�� ��+C �-�S TX 0�� 4I� D>�� �K [�C 3 :Qr éq = K

22 (=/�5 �;�K:

0��� :�%$" 0� )���-�% 4�5" \I!* +�� )�+� ����� ���� D��� ) ���� ]� P Qr,init:

A (aq) + b B (aq) = c C (aq) + d D (aq) W�

[ ] [ ][ ] [ ]b

init

a

init

d

init

c

init

initrBA

DCQ =,

o Qr,init = K D>�" )� ���-�- ��!�" / ���-�- ��$^�_ .

Page 3: تطور مجموعة كيميائية

www.bibliophy.sup.fr �������� �� � ����� *���� ������

������������� �� � 3

o KQ initr ⟩, ���-�-��!�" ����, " `S��" N��" )� Qr,init a�@� Qr,init = K :�8� �-�

N��"/ )� ��!�" .�; ���-�- DOX ��,- ��%$" K��K># ]8� ��%$" `S��" $�<$b��-

=I����- D��" N��" )� HG.

o KQ initr ⟨, �-��!�" ���-����, " +��" N��" )� Qr,init a�@� Qr,init = K :�8� �-�

HG $b��- N��"/ )� ��!�" .�; ���-�- DOX ��,- ��%$" `S��" # ]8� ��%$" +��"

V"�� D��" N��" )�

� �QI�

22 ( �1$�": 0� �5��Q $-?* =���$�% 4� 5� 0� ]� � T � H��5� R2% )� R�5� \�58�# ������7

R�5�(II) ��%$" #O C1 = 0,2 mol.L-1 ��%$" #O ������7 =���$�% 4� 5�#C2 = 0,2 mol.L

-1

D>�� ��1�E :K = 1,9 × 10 37

� ����� �K��� :

3Cu ++ (aq) + 2 Al (s) � 3Cu (s) + 2Al +++ (aq

o )�+� ����� ���� c�8C:

[ ][ ]

51

.

1

.

.

111

2

21

113

21

11

2

21

22

0

32

0

23

, ==+

=

+

=

+

+==

+

+

CVC

VV

VV

VC

VV

VC

VV

VC

Cu

AlQ initr

Page 4: تطور مجموعة كيميائية

www.bibliophy.sup.fr �������� �� � ����� *���� ������

������������� �� � 4

DG �-1 # �; �-�KQ initr ⟨, �� V"�� D��" T5�� )� ��!�" ���-�- )$b��- T5�-(.

III ( )���-�% ��!" WS�" =�,��!": 13 ( M-C ����"– B+��S :

���5- ��-* ����:

� V1 = 5,0 mL 4� 5� 0� L��*�F�- M-C N��%$" C1 = 3,0.10 - 2

mol.L-1

� V2 = 10,0 mL N��%$" ���*��7 �#�� % 4� 5� 0� C2 = 4,0.10 - 2

mol.L-1

� V3 = 5,0 mL N��%$" ���K�@ =�*�F�� 4� 5� 0� C3 = 6,0.10 - 2

mol.L-1

� V4 = 10,0 mL ��*��7 4� 5� 0� N��%$" e C4 = 8.10 - 2

mol.L-1

1. ����� ���� :8C )�+� ������ L��*�F�- M-C ������1.

2. �����-�� ���-�- )��, � ��!� T5�� K+C.

=��!��:

pKA �9#K�- pKA1 = 3,8

HCOOH / HCOO -

pKA2 = 9,2 NH4+/NH3

�5 :

1. G : )!�" / )�# ����� �K��������-�� ���-�- ��!" T5�� M-C ������1 �#

�����-% L��*�F�- .

HCOOH + NH3 � HCOO - + NH4

+ c : c�8C)�+� ����� ����:

Qrinitial = [HCOO-]0.[NH4

+]0 / ([HCOOH]0.[NH3]0)

Qrinitial ( = C3 .V3 /V). (C2 .V2 /V ) / [(C1 .V1 /V ).(C4 .V4 /V )] Qrinitial = C3 .V3.C2.V2 / [C1.V1.C4.V4]

ع.تQr initial = (6,0.10

- 2 x 5,0.10

- 3 x 4,0.10

- 2 x 10,0.10

- 3 ) / (3,0.10

- 2 x 5,0.10

- 3 x 8,0.10

- 2 x 10,0.10

- 3 ) = 1

Page 5: تطور مجموعة كيميائية

www.bibliophy.sup.fr �������� �� � ����� *���� ������

������������� �� � 5

2. �5 +�+ ���-�- ��!" T5�� : D>�� ��1�E# )�+� ����� ���� �*��,� :��

L��*�F�/ M-C 0�1 �Q�5 )���-�� ��!� e��*��7 #.

K = Qréq = [HCOO-]éq.[NH4

+]éq / ([HCOOH]éq.[NH3]éq)

c$f* �+,- g��1 ]8�# ��,-[ H3O +

] 012 34,5%:

K = ( [HCOO-]éq.[ H3O

+ ]éq / [HCOOH]éq ) . ( [NH4

+]éq /.( [ H3O

+ ]éq .[NH3]éq))

= KA1 / KA2

h��#: K = 10

- 3,8 / 10

- 9,2 = 10

5,4 = 2,51.10

5 > Qrinitial

Qrinitial 0� $?QG K K��K> T5�� )� ���-�- Di� h��# Qrinitial `S��"# V"�� K��K>

=I����-.$b��- T5�- �# U�� ��!� .

23 ( 4���# B+8%G ����" ���5- ��-* ����:

� V1 = 20 mL 4� 5� 0� +�+5 �#�� %(III) N��%$" C1 = 0,030 mol.L-1

� V2 = 20 mL +�+5 =���$�% 4� 5� 0�(II) N��%$" :j C2 = 0,020 mol.L-1

� V3 = 10 mL R�5� =���$�% 4� 5� 0�(II) N��%$" : C3 = 0,10 mol.L-1

� 10 g 0�R�5� \�58�

� =�9#K�- : Fe3+

/ Fe2+

# Cu2+

/ Cu

1. I����� R�5� ������1 ����� �K��� :�%G.

2. )�+� ����� ���� :8C 1�8 ��!� .

3. K+C T5�� ��!� ���-�- )��, �.* )!�: K = 3,8.10 40

.

�5

1. ����� �K���:

Fe3+

+ e- ���� Fe

2+ ) x 2

Cu ���� Cu2+

+ 2 e- ) x 1

2 Fe3+

+ Cu ���� 2 Fe2+

+ Cu2+

2. G : Wf*V = V1 + V2 + V3 = 5,0.10 - 2

L

c :Qrinitial = [Fe 2+

]initial² . [Cu 2+

]initial / [Fe 3+

]initial 2

Qr initial = (C2 .V2 /V)2 .(C3 .V3 /V) / (C1 .V1 /V)

2

Page 6: تطور مجموعة كيميائية

www.bibliophy.sup.fr �������� �� � ����� *���� ������

������������� �� � 6

= (C2 .V2)2 .(C3 .V3 / V) / (C1 .V1 )

2

Qr initial = (2,0.10 - 2

x 20.10 - 3

)2 x (1,0.10

- 1 x 10.10

- 3 /5,0.10

- 2) / (3,0.10

- 2 x 20.10

- 3)

2

= 8,89.10 - 3

� : ���-�- ��!" T5��

���+ : Qr initial = 8,89.10 - 3

< K

�SI!* 0� $b��- T5�- )� ��!�" ���-�- Di� WS�� B+��S 2 Fe

3+ + Cu ���� 2 Fe

2+ + Cu

2+