Kemisk jämvikt. Kap 3

Relevanta dokument
Kemisk jämvikt. Kap 3

Kemisk jämvikt. Kap 3

Övningar Homogena Jämvikter

Jämviktsuppgifter. 2. Kolmonoxid och vattenånga bildar koldioxid och väte enligt följande reaktionsformel:

4. Kemisk jämvikt när motsatta reaktioner balanserar varandra

Repetition F12. Lunds universitet / Naturvetenskapliga fakulteten / Kemiska institutionen / KEMA00

Vilken av följande partiklar är det starkaste reduktionsmedlet? b) Båda syralösningarna har samma ph vid ekvivalenspunkten.

Kapitel Repetition inför delförhör 2

Syror och baser. H 2 O + HCl H 3 O + + Cl H + Vatten är en amfolyt + OH NH 3 + H 2 O NH 4. Kemiföreläsning

4.1 Se lärobokens svar och anvisningar. 4.2 För reaktionen 2ICl(g) I 2 (g) + Cl 2 (g) gäller att. För reaktionen I 2 (g) + Cl 2 (g) 2ICl(g) gäller 2

Sura och basiska ämnen Syror och baser. Kap 5:1-5:3, (kap 9)

Kapitel Kapitel 12. Repetition inför delförhör 2. Kemisk kinetik. 2BrNO 2NO + Br 2

Tentamen i Allmän kemi 7,5 hp 5 november 2014 ( poäng)

Då du skall lösa kemiska problem av den typ som kommer nedan är det praktiskt att ha en lösningsmetod som man kan använda till alla problem.

Allmän Kemi 2 (NKEA04 m.fl.)

Kapitel 15. Syra-basjämvikter

1. Ett grundämne har atomnummer 82. En av dess isotoper har masstalet 206.

Kapitel 14. Syror och baser

(tetrakloroauratjon) (2)

KEMI 5. KURSBEDÖMNING: Kursprov: 8 uppgifter varav eleven löser max. 7 Tre av åtta uppgifter är från SE max. poäng: 42 gräns för godkänd: 12

Kapitel 14. HA HA K a HO A H A. Syror och baser. Arrhenius: Syror producerar H 3 O + -joner i lösningar, baser producerar OH -joner.

Kemisk jämvikt. Niklas Dahrén

Syror, baser och ph-värde. Niklas Dahrén

Teori Den här laborationen går ut på att du ska studera vad som händer då du stör en jämviktsreaktion. Det jämviktssystem som du ska studera är

Ke2 forts jämvikt. Jämviktssystem i olika miljöer Kap 4

Övningsuppgifter Syror och baser

Jämviktsreaktioner och kemisk jämvikt. Niklas Dahrén

KEMIOLYMPIADEN 2009 Uttagning

Kapitel 5. Gaser. är kompressibel, är helt löslig i andra gaser, upptar jämt fördelat volymen av en behållare, och utövar tryck på sin omgivning.

Gaser: ett av tre aggregationstillstånd hos ämnen. Flytande fas Gasfas

Gaser: ett av tre aggregationstillstånd hos ämnen. Fast fas Flytande fas Gasfas

Kap 6: Termokemi. Energi:

KEMA02 Föreläsningsant. F2 February 18, 2011

REPETITIONSKURS I KEMI LÖSNINGAR TILL ÖVNINGSUPPGIFTER

Tentamen i KEMI del A för basåret GU (NBAK10) kl Institutionen för kemi, Göteborgs universitet

KEMA02 Föreläsningsant. F1 February 17, 2011

Syra-basjämvikter. (Kap )

Tentamen i Termodynamik för K och B kl 8-13

Gaser: ett av tre aggregationstillstånd hos ämnen. Flytande fas Gasfas

Tentamen, Termodynamik och ytkemi, KFKA01,

Svar: Halten koksalt är 16,7% uttryckt i massprocent

Repetition F4. Lunds universitet / Naturvetenskapliga fakulteten / Kemiska institutionen / KEMA00

Aggregationstillstånd

Energi, katalys och biosyntes (Alberts kap. 3)

Prov i kemi kurs A. Atomens byggnad och periodiska systemet 2(7) Namn:... Hjälpmedel: räknedosa + tabellsamling

Föreläsning 4. Koncentrationer, reaktionsformler, ämnens aggregationstillstånd och intermolekylära bindningar.

På samma sätt ges ph för en lösning av en svag bas och dess salt av:

Titrering av en stark syra med en stark bas

KEMA02 Oorganisk kemi grundkurs F3

Allmän kemi. Läromålen. Viktigt i kap 17. Kap 17 Termodynamik. Studenten skall efter att ha genomfört delkurs 1 kunna:

Syror och Baser. Syror och baser. Förväntade studieresultat. Syrors och basers egenskaper

Exoterma och endoterma reaktioner. Niklas Dahrén

GRUNDARBETEN I KEMI I

Stökiometri IV Blandade Övningar

Tentamen i Kemisk Termodynamik kl 13-18

Till alla övningar finns facit. För de övningar som är markerade med * finns dessutom lösningar som du hittar efter facit!

Konc. i början 0.1M 0 0. Ändring -x +x +x. Konc. i jämvikt 0,10-x +x +x

aa + bb cc + dd gäller Q = a c d

TKK, TTY, LTY, OY, TY, VY, ÅA / Ingenjörsavdelningarna Inträdesförhör i kemi

Kemisk jämvikt. Niklas Dahrén

KEMISK TERMODYNAMIK. Lab 1, Datorlaboration APRIL 10, 2016

KEMA02 Oorganisk kemi grundkurs F4

KURSPROGRAM Inledande kemi (5)

Kapitel 4. Reaktioner i vattenlösningar

KURSPROGRAM Inledande kemi (5)

1 Tror du reaktionen nedan är momentan eller ej? Motivera. 1p S 2 O H + S(s) + SO 2 (g) + H 2 O(l)

Kemiska reaktioner och reaktionshastigheter. Niklas Dahrén

Bestämning av en saltsyralösnings koncentration genom titrimetrisk analys

Repetition F7. Lunds universitet / Naturvetenskapliga fakulteten / Kemiska institutionen / KEMA00

Kapitel 6. Termokemi

Kemiolympiaden 2014 En tävling i regi av Svenska Kemistsamfundet

Alla papper, även kladdpapper lämnas tillbaka.

För godkänt resultat krävs 20 p och för väl godkänt krävs 30 p. Max poäng är 40 p

KEMIOLYMPIADEN 2007 Uttagning

Kapitel 6. Termokemi

5.1 Den korresponderande basen till en syra är den partikel du får då en proton har avgivits. a) Br - b) HCO 3. c) H 2 PO 4.

Kemi och energi. Exoterma och endoterma reaktioner

Kapitel 6. Termokemi. Kapaciteten att utföra arbete eller producera värme. Storhet: E = F s (kraft sträcka) = P t (effekt tid) Enhet: J = Nm = Ws

F1 F d un t amen l a s KEMA00

Kinetik. Föreläsning 2

Tentamen för KEMA02 lördag 14 april 2012, 08-13

UTTAGNING TILL KEMIOLYMPIADEN 2006

Repetition av grundbegrepp för kursen i Kemi (TFKE16).

Kapitel 16. Löslighet och komplex

Repetition F10. Lunds universitet / Naturvetenskapliga fakulteten / Kemiska institutionen / KEMA00

Skrivning i termodynamik och jämvikt, KOO081, KOO041,

SYROR OCH BASER Atkins & Jones kap

Rättningstiden är i normalfall tre veckor, annars är det detta datum som gäller: Efter överenskommelse med studenterna är rättningstiden fem veckor.

Kapitel 6. Termokemi. Kapaciteten att utföra arbete eller producera värme. Storhet: E = F s (kraft sträcka) = P t (effekt tid) Enhet: J = Nm = Ws

Tentamen i Kemisk Termodynamik kl 14-19

Föreläsning 2.3. Fysikaliska reaktioner. Kemi och biokemi för K, Kf och Bt S = k lnw

Exoterma och endoterma reaktioner. Niklas Dahrén

Mer om syra- basjämvikter

Diplomingenjörs - och arkitektutbildningens gemensamma antagning 2017 Urvalsprov i DI-kemi 31.5.

Godkänt-del A (uppgift 1 10) Endast svar krävs, svara direkt på provbladet.

KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi. KINETIK 2(2) A: Kap

Hellre fria än fälla. - En studie i utformning och bedömning av ett prov i kemisk jämvikt.

JÄMVIKT i LÖSNING A: Kap 12 Föreläsning 3(3)

Intermolekylära krafter

Godkänt-del. Hypotetisk tentamen för Termodynamik och ytkemi, KFKA10

Transkript:

Kemisk jämvikt Kap 3

En reaktionsformel säger vilka ämnen som reagerar vilka som bildas samt förhållandena mellan ämnena En reaktionsformel säger inte hur mycket som reagerar/bildas Ingen reaktion ger 100% utbyte dvs att alla reaktanter omvandlas till en produkt

Jämvikt Statisk jämvikt Dynamisk jämvikt Balanstillstånd där två motverkande processer sker med samma hastighet Kemiska reaktioner är dynamiska jämvikter Reaktionerna kan gå åt båda hållen.

Dynamisk jämvikt i en läsk (med lock) CO 2 aq CO 2 (g) Vad händer om man skakar läsken? Det bildas mer CO 2 (g)

Dynamisk jämvikt https://www.youtube.com/watch?v=jsoawkg uu6a

Kemiska reaktioner är dynamiska jämvikter Reaktionen kan gå åt båda hållen vilket visas med en dubbel pil.

Demo dynamisk jämvikt Modell : akvarieanalogin YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=c5jdmg4nvv8

Ett exempel på dynamisk jämvikt

Blandar vätgas o kvävgas i en behållare N 2 (g) H 2 (g)?

Kväve reagerar med väte till ammoniak N 2 (g) H 2 (g) NH 3 (g)

Men..reaktionen är reversibel* (*reaktionen kan ske åt andra hållet dvs ammoniak kan sönderdelas )

Efter att reaktionen har startat.. Vilka reaktioner sker i behållaren? Vilka ämnen finns i behållaren?

Ämnen i reaktionskärlet Före reaktion Efter reaktion

Ammoniak bildas och sönderdelas hela tiden..

tillslut uppnås ett jämviktsläge. koncentrationen av ammoniak ändras inte N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g)

Koncentrationen av ämnena (H 2, N 2, NH 3 ) i reaktionskärlet vid olika tidpunkter efter starten (då gaserna sprutades in)

Olika utgångslägen (förutsättningar) kan ge samma jämviktsläge samma koncentration vid jämvikt Titta på reaktionen: 2 NO 2 (g) N 2 O 4 (g)

Samma jämviktsläge uppnås oberoende av vilket ämne man startar med Det måste finnas ett samband, ett matematiskt samband..

Vid jämvikt ändras inte koncentrationerna Förhållandet mellan ämnenas koncentrationer är konstant (K) då jämvikten ställt in sig. Jämviktskonstanten (K)

2 NO 2 (g) N 2 O 4 (g)

Jämviktsekvationen Betrakta följande system: A + B C + D När det nått jämvikt, är koncentrationerna [A], [B], [C] och [D] konstanta Följande samband gäller vid jämvikt: [produkt] / [reaktant] = konstant och uttryckt matematiskt: [C] x [D] / [A] x [B] = K Detta är jämviktsekvationen!

Hur ser jämviktsutrycket (jämviktsekvationen) ut för reaktionen : N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g)

2 NO 2 (g) N 2 O 4 (g) Jämviktskonstanten ger information om förhållandet mellan koncentrationen av reaktanter och koncentrationen av produkter. Vad är det för skillnad om K>1 jämfört med om K< 1? K>0 mer produkt K< 0 mer reaktant

Jämviktskonstanten varierar med temperaturen. Ett visst värde på K gäller bara vid en viss temperatur.

H 2 + CO 2 H 2 O + CO K (konstant)

Beräkning av jämviktskonstanten 1. Skriv reaktionsformel 2. Gör en tabell och för in kända substansmängder 3. Beräkna koncentrationer och för in dem

Exempel på tavlan

Läs/Uppgifter: s37-44 3:1-3:6

Jämvikt eller inte. Koncentrationskvot (Q) ett sätt att undersöka Om man inte vet om systemet (reaktionen) är i jämvikt räknar man ut Q och jämför med värdet på K. Q = K Q < K eller Q > K jämvikt inte jämvikt

Ex 3 sid 45

.ex 3 sid 45

Ex 3 sid 45 Ingen jämvikt, Q< K Reaktionen på väg åt höger

Läs/Uppgifter: s37-44 3:1-3:6 Läs sid 44-45 Uppgift 3:7-3:8

Beräkning av koncentrationen av ämnen vid jämvikt Med hjälp av jämviktskonstanten kan man räkna ut hur mycket av olika ämnen som finns i ett kärl vid jämvikt.

Ex 4 sid 46

Gör en tabell! Ex 4 sid 46 forts.

Ex 4 sid 46 forts.

Ex 4 sid 46 forts.

Ex 5 sid 47

Ex 5 sid 47 forts.

Ex 5 sid 47 forts.

Ex 5 sid 47 forts.

Läs/Uppgifter (s77): s46-47 1. 3:9-3:11 3:1-3:4 3:5-3:8 2. Extra övningsuppgifter (fil på hemsidan)

Förskjutning av jämviktsläget En förändring av sammansättningen av ämnen i en reaktion Inom industrin är kan det vara intressant för att få ut så mkt produkt som möjligt. Vad kan man göra för att förskjuta en jämviktsreaktion åt höger?

Tre faktorer kan påverka jämviktens läge: 1. Koncentrationerna av de ingående ämnena 2. Trycket 3. Temperaturen

Jämviktsförskjutning pga koncentrationsändring Laborationen: Fe 3+ (aq) + SCN - (aq) FeSCN 2+ (aq) Gul Färglös Röd Vad händer om Fe 3+ tillsätts? Jmv förskjuts åt höger Vad händer om SCN - tillsätts? Jmv förskjuts åt höger Vad händer om Fe 3+ plockas bort? Jmv förskjuts åt vänster

Färskjutning av jämvikt - samband Om man gör en förändring i ett system som befinner sig i jämvikt, kommer läget av jämvikten att förskjutas så att ändringen motverkas Le Chateliers princip (1800-talet)

Jämviktsförskjutning pga tryckändring Allmänna gaslagen: p = gasens tryck (i Pa) V = gasens volym (i m 3 ) n = substansmängd (i mol) R = gaskonstanten (8,3145 J/(mol K) ) T = absoluta temperaturen (i Kelvin).

Gastryck partiklarnas krockar med kärlets väggar

Gastrycket (p) påverkas av: mängd partiklar och volymen på kärlet p = trycket (gastrycket, krockar mot kärlets väggar)

Vid samma tryck/temp har olika gaser ungefär samma molvolym. (molvolym = volymen av en mol gaspartiklar) Vad händer med gasblandningens volym när ammoniak bildas? Vad händer med trycket? Innan jmv: 4 mol gas (1 mol N 2, 3 mol H 2 ) Efter jmv: 2 mol gas (2 mol NH 3 )

Vad händer med gasblandningens volym när ammoniak bildas? Vad händer med trycket? Vid 25C är jämvikten starkt förskjuten åt höger (K= 6,4x10 2 ) Innan jmv: 4 mol gas (1 mol N 2, 3 mol H 2 )

Vad händer med gasblandningens volym när ammoniak bildas? Vad händer med trycket? Vid 25C är jämvikten kraftigt förskjuten åt höger (K= 6,4x10 2 ) Innan jmv: 4 mol gas (1 mol N 2, 3 mol H 2 ) Efter jmv: 2 mol gas (2 mol NH 3 )

Vad händer med gasblandningens volym när ammoniak bildas? Vad händer med trycket? Gasblandningens volym minskar 4 mol gas 2 mol gas Trycket minskar ( färre molekyler som krockar mot väggen ) Vad skulle man kunna göra för att få så mycket produkt (NH 3 ) som möjligt? Om man gör en förändring i ett system som befinner sig i jämvikt, kommer läget av jämvikten att förskjutas så att ändringen motverkas Höja trycket! Reaktionen går åt höger (systemet vill minska på trycket) Hur kan man i höja trycket? Tex genom att minska volymen på reaktionskärlet.

En tryckökning gynnar en reaktion som leder till minskning av substansmängden gas. I det härfallet reaktionen åt höger

N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) + 92kJ Anta konc: b c a Jämviktskonst: K = (a) 2 / (b) x (c) 3 Vad händer matematiskt med jämviktsutrycket om trycket ökas (tex genom att volymen på kärlet minskas koncentrationen ökar)

Jämviktsförskjutning pga tryckändring Ex. trycket ökas till det dubbla genom att pressa ihop kärlet så att volymen halveras varje ämnes koncentration fördubblas.

Om den totala substansmängden gas är oförändrad* vid en reaktion påverkas jämviktsläget inte av en tryckändring. *Lika många gasmolekyler på båda sidorna av dubbelpilen. Ex: H 2 (g) + CO 2 (g) H 2 O (g) + CO (g)

Jämviktsförskjutning p g a temperaturändring N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) + 92kJ Reaktionen åt höger är exoterm (värme frigörs) Reaktionen åt vänster är endoterm (värme tas upp) Om man gör en förändring i ett system som befinner sig i jämvikt, kommer läget av jämvikten att förskjutas så att ändringen motverkas Hur påverkas reaktionen, vilket håll förskjuts jämvikten, om temperaturen höjs? Reaktionen går åt vänster Vilket håll förskjuts jämvikten, om temperaturen sänks? Reaktionen går åt höger

N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) + 92kJ Tillförsel av värme gynnar den endoterma reaktionen (Reaktionen ovan förskjuts åt vänster) -------------------------------------------------------------------------------- En katalysator påskyndar en reaktion, påverkar inte jämvikten

Vilka förhållanden för reaktionen är optimala för att få så stort utbyte (mkt produkt) som möjligt? N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) + 92kJ Högt tryck och låg temperatur

Fortsatt övning reflektion om man förstår: Fler uppgifter i boken sid 77 (förskjutning av jämvikt) 3:11b 3:13-3:18 (förskjutning av jämviktsläget) 3:12

Planering nu på hemsidan Rep syror o baser Uppgifter 3:5-3:11,3:11-3:18 samt planera undersökning Läxa sid 56-62 i boken (läs) och/eller titta på : http://www.youtube.com/watch?v=yo1t- _Y9AKg#t=57 (länk på hemsidan)

Jämvikter i verkligheten

Vattnets autoprotolys en jämviktsreaktion

Ny konstant (Kw), kallas vattnets jonprodukt Jättestort värde (jämfört med täljaren) kan anses konstant oberoende av protolysgrad

Vattenjämvikten i rent vatten vid 25⁰C Kw = 1.0 x10-14 (mol/dm 3 ) 2 ph + poh = pkw = 14

Vattnets jonprodukt (K w ) vid olika temperaturer

En syra som protolyseras i vatten en jämviktsreaktion

När en syra blandas med vatten uppstår en protolysreaktion och en jämvikt ställer in sig HA =en generell syra Ka = syrakonstanten Stark syra högt Ka-värde Svag syra lågt Ka-värde

Exempel 6 sid 60 För att bestämma syrakonstanten för propansyra, C 2 H 5 COOH, löstes 3,15 g av syran i vatten och späddes i en mätkolv till 1000 cm 3. Lösningens ph-värde mättes till 3,13. Beräkna syrakonstantens (K a ) värde med hjälp av syrans koncentration och ph-värde.

I analogi med syrajämvikter fungerar basjämvikter Baskonstanten (Kb) anger basstyrkan Stark bas - högt Kb Svag bas lågt Kb

Amfolyter syra eller bas? Amfolyter ämne som kan fungera som både syra och bas. Vätekarbonatjonen ( HCO 3- ) är en amfolyt. Reagerar jonen som syra eller som bas om man blandar den med vatten? Vilka reaktioner är möjliga? Vilka är uttrycken för Ka resp. Kb? Vilka är värdena på Ka resp. Kb (tab sid 62) Kb = 2,4 x 10-8 > Ka = 4,7 x 10-11. I en vattenlösning är HCO 3- -jonen starkare som bas än syra.

Uppgifter Sid 77-78 3:19, 3:21, 3:22, 3:25-3:29, 3:31 Lab brustablett (se hemsidan). Senast fredag 10/10 Prov kap 2 o 3 sid 25-62 måndag 13/10

Jämviktsreaktioner i verkligheten kap 4 Uppgift, fördjupning, muntlig redovisning i mindre grupp