Алгебраїчний підхід при записі рівнянь хімічних реакцій

Розглянемо реакцію загального вигляду

0 D a _j A _j, (12)

де S – символ суми, j – номер реагенту A _j (не плутати з стехіометричними індексами у формулах, таких як Br₂ або I₃^‑!), a _j – стехіометричні коефіцієнти – число частинок реаґенту A _j, що вступають у реакцію (a _j < 0) або одержуються у ній (a _j > 0). Такі знаки маємо, якщо перенесемо всі реагенти праворуч, як в алґебраїчних рівняннях, а ліворуч залишимо 0. Рівняння (1) має такий вигляд:

0D - aA – bB+ cC + dD. (13)

Наприклад,

H₂O D H⁺ + OH^‑ переходить у 0 D ‑ H₂O + H⁺ + OH^‑,

H₃PO₄ D 3 H⁺ + PO₄^3‑ - у 0 D ‑ H₃PO₄ + 3 H⁺ + PO₄^3‑.

Умови рівноваги задамо законом дії мас (ЗДМ),

= K, (14)

де P – символ добутку, a_j – активність реагента A _j, K – константа рівноваги.

ЗДМ для реакції (13) [A]^-a·[B]^–b·[C]^c·[D]^d = K.

На константу рівноваги впливає багато факторів, наприклад, температура. Активність розчинника, H₂O (у розведених розчинах), як і хімічних індивідів, що утворюють окрему фазу (тверду або рідку), не включають до запису ЗДМ, вважаючи їх рівними 1. Так, для реакції

Ca₅(OH)(PO₄)₃(s) D 5 Ca²⁺ + OH^- + 3 PO₄^3-

активність твердої фази не включаємо до запису ЗДМ,

{ a (Ca²⁺)}⁵ a (OH^-) { a (PO₄^3-)}³ = K.

Для реакції

Mn²⁺ + 5 H₅IO₆ D 2 MnO₄^‑ + 5 IO₃^‑ + 11 H⁺ + 7 H₂O

ЗДМ має вигляд

{ a (Mn²⁺)}^‑2 { a (H₅IO₆)}^‑5 { a (MnO₄^‑)}² { a (IO₃^‑)}⁵ { a (H⁺)}¹¹ = K,

де, щоб спростити індекси, активності позначено літерою a з хімічною формулою реагента у дужках. Активність a (H₂O) = 1 до запису не вводимо. Якщо не вживати від’ємних стехіометричних коефіцієнтів, то ліву частину (2) записують як відношення двох добутків із позитивними ступенями, у чисельнику – для продуктів, у знаменнику – для вихідних реагентів,

= К.
Таблиця 4

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: