Химическое равновесие(истинная термодинамическая и условная константа химического равновесия)

Разделение элементов методом осаждения.

Осаждение — это образование твердого осадка в растворе в ходе химической реакции, например, добавлением соответствующих реагентов. По окончании реакции, образовавшийся сухой остаток называют преципитатом, а жидкость выше него — супернатантом.

Сам метод заключается в выделении из раствора химических компонентов в виде малорастворимого соединения.

Один из наиболее распространённых в химическом анализе метод разделения элементов, на котором основанны методы качественного и количественного анализа.

Большинство методов разделения основано на распределении вещества между двумя фазами: твердой и жидкой (методы осаждения, соосаждения, кристаллизации, адсорбции, ионного обмена), жидкостью и газом или паром (дистилляция), двумя жидкостями (экстракция), твердым телом и газом (адсорбция, возгонка). Разделение возможно также и в гомогенной среде (диффузия, перенос ионов)

Методы разделения осаждением широко используют для анализа, несмотря на длительность и трудоемкость операций. Осаждение проводят при контролируемом значении рН, с использованием комплексообразования, окисления или восстановления одного из разделяемых ионов, а также с использованием различных растворителей.

Разделение смесей методом хроматографии.

Мерой склонности вещества к распределению между фазами служит коэффициент распределения К(Х):

 

К(Х) = Cstat / Cmob

 

Cstat – концентрация вещества Х в стационарной фазе;

Cmob – концентрация вещества Х в подвижной фазе;

 

или фактор емкости k’:

 

k’(Х) = nstat / nmob

 

nstat – число молей вещества Х в стационарной фазе;

nmob – число молей вещества Х в подвижной фазе;

Стационарная и подвижная фаза должны, конечно, находиться в тесном контакте друг с другом, чтобы могло установиться равновесие. Для разделения смеси веществ нужно, чтобы различные компоненты в хроматографической системе обладали различными коэффициентами распределения и также различными факторами емкости.

Смесь двух компонентов 1 и 2 наносят на стационарную фазу, 1 – находиться преимущественно в стационарной фазе, 2 – предпочитает подвижную фазу. В этом примере, как видно из рисунка 1, приняты следующие факторы емкости:

k’ = 5 / 2 = 2,5 и k’ = 2 / 5 = 0,4

Дистиляционные, электрохимические и другие методы.

Дистилляционные методы: к ним относятся: дистилляция(перегонка), отгонка, сублимация(возгонка).

Дистилляция - это метод разделения жидких смесей, основанный на различии t кипения компонентов смеси.

При отгонке определяемый компонент выделяют из жидкой или твердой пробы в виде газов.

При сублимации происходит перевод вещества из твердой фазы в газообразную, минуя жидкую.

Электрохимические методы: к ним относятся внутренний электролиз, электрофарез, электродиарез.

При внутреннем электролизе осуществляется(без наложения внешнего напряжения) определяемое вещество участвует в работе гальвонического элемента.

Электрофарез - его применяют для разделения заряженных, диспиргированных частиц в жидкости, т.е. в основе метода лежат различия в скорости перемещения разделяемых компонентов в электрическом поле.

Электродиарез - процесс диффузий разделяемых ионов через полупроницаемую мембрану, регулируемый наложением напряжения постоянного тока.

химическое равновесие(истинная термодинамическая и условная константа химического равновесия)

Особенности истинного равновесия в качественной форме отражаются принципом смещения, известным как принцип Ле-Шателье Брауна: если на систему находящуюся в состоянии устойчивого химического равновесия оказывать внешнее воздействие, то в системе начнут самопроизвольно осуществляться в таком направлении, которое будет ослаблять внешнее воздействие, и само равновесие сместиться в том же направлении. Повышение t смещает равновесие в сторону эндотермических процессов, а понижение процессов в сторону экзотермии.

При повышении давления в системе самопроизвольно начинают протекать процессы сопровождающиеся повышением объема, а при понижении в увеличением ….

Однако, принцип смещения подвижного равновесия не позволяет проводить количественные расчеты. Они оказались возможными только тогда, когда появилось термодинамическое обоснование закона действующих масс.

Константы химического равновесия.

1864-1867гг норвежские учены Гульберг и Вааге установили закон действующих масс: скорость химической реакции прямопропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ в степенях равных стехеометрическим коэффициентам.

аА+bB=сС+dD