續(xù) : 反應平衡 chemical equilibrium
繼上次的主題,不過這說法可能有點瑕疵,反應速率是化學動力學的範疇,而平衡是是熱力學的部分。
本篇主要參考自高中化學課本及普通化學。
序:
高中化學以平衡常數(shù)幾乎貫穿整個單元,原因非常合理,方程式的平衡就取決於平衡常數(shù),不過在平衡常數(shù)之前,我覺得還是又些值得注意的地方。
平衡常數(shù)K 是決定反應最終的傾向,K 大代表向右傾向大,反之則否。(這句大概是本篇含金量高點)
關(guān)於熱力學部分本篇不會提及,等做熱力學單元後會一起寫出。
平衡(equilibrium) 的定義
0.該反應需是可逆反應。
1.正反應速率 = 逆反應速率(不等於零),也稱為動態(tài)平衡。
2.要在密閉系統(tǒng)內(nèi),平衡後各物質(zhì)濃度不再改變。
平衡就是該密閉系統(tǒng)的 entropy 處於最多的情況,在熱力學的單元有類似描述。
平衡常數(shù)(equilibrium constant)
平衡常數(shù)即是在說明平衡狀態(tài)下各物質(zhì)的濃度關(guān)係,定義如下:
或者也可以說 反應商Q = K。
反應商Q 是很重要的東西,定義是:
這裡絕對不是我在水篇幅,K的圖 :物質(zhì)濃度是在平衡狀態(tài)下,
Q的圖 :物質(zhì)濃度是在任意狀態(tài)下。
至於那些限制(相態(tài)...),這裡不再描述。
濃度平衡常數(shù)與壓力平衡常數(shù)
氣相反應裡可以有上面兩種表示方式,提一下?lián)Q算:
結(jié)論:
建議背結(jié)論,很多考試都考過這個。
這個單元有很多題目要跑,不過原理離不開 平衡常數(shù)K ,先介紹一下影響 K 的因素吧。
影響 K 的因素
現(xiàn)在有一個 一步完成(單步驟) 的反應:
+ 、 - 是指正反應及逆反應,如果對第三條式子感到疑惑,就將正逆反應速率相同這個條件帶進去。
再由上次也有提到的 Arrhenius equation :
就是如此剛好, K 只受溫度T 影響。
反應機構(gòu)的疊加並不影響這件事的成立,畢竟只看 RDS 而已。
接下來可以進入倒數(shù)第二 : 溶解度積。
溶解度積(solubility product、Ksp(子午?))
鹽溶解的 K 可以表示為:
只是以 NaCl 當例子喔。
但上式有明顯錯誤,NaCl 為固體,所以
這就是 Ksp 。
Ksp的英文疑惑我好一段時間,後來去查才知道 product 有乘積的意思,有趣。
Ksp 基本代表了鹽類溶解的傾向,但 Ksp 越小的鹽不代表一定比較不溶,還需要看是幾元的鹽(就暫時先這麼稱呼了) ,才能有絕對的判斷。
剩下的又是很多數(shù)學。
勒沙特列原理(原文有興趣自己查吧!)
這個也是本篇含金量數(shù)一數(shù)二高的主題
定義
一個處於平衡的系統(tǒng),若加入(減少)某一物質(zhì) or 條件,系統(tǒng)會傾向抵銷該改變。
比喻
白話文就是,系統(tǒng)很傲嬌,給他什麼他就不要,把東西搶走又搶著要回。
個人認為這裡很像物理那邊的電磁感應。
為什麼說這邊含金量高,如果你稍微做過考古題,會發(fā)現(xiàn)勒沙特列很常用到,懂這概念能很輕鬆破解某些題目,請好好理解勒沙特列原理。
本單元相關(guān)雖然還有同離子效應、比色法、Ksp 測定實驗等等,但請容我以後想到再做。
如果本篇有誤或重大缺漏請留言告知。
明明好長的章節(jié),只記錄下觀念果然篇幅超級短,下星期要段考,恐怕沒時間創(chuàng)作,不過還是有可能心血來潮,通宵打完。下兩篇的內(nèi)容基本上是電化學以及熱力學,不過哪個先要再想想。
來分享一下最近的生活,字數(shù)說不定會比前面多
經(jīng)過一個多月,好像正式變成高中生,少了幾分剛開學的不知所措,補充了以前的從容,
學校平常考應該都還算不錯,但即將到來的段考還是會令人稍稍焦慮呢。
最近的早晨終於有了點冬天的氣氛,儘管飛逝於七點的陽光下,每天還是有一兩個小時可以享受慢慢增加的冬之氣氛。
說起來,冬天是屬於夜貓的季節(jié),不算上天空微亮的時間也至少有13小時的黑夜左右,在黑夜裡獨自做著自己喜歡的事,多美好的時間。