Сдвиги равновесия — справочник студента

В части А ЕГЭ по химии есть задания на тему смещения химического равновесия. Это довольно простая тема обратимости химических реакций и укладывается буквально в три примера.
 

Химическое равновесие — состояние химической системы, в котором обратимо протекает одна или несколько химических реакций, причём скорости в каждой паре прямая-обратная реакция равны между собой. Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем.

Мы как раз рассмотрим влияние на химическое равновесие трех факторов: концентрации, температуры и давления.

Если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказывать внешнее воздействие (изменять температуру, давление, концентрации веществ), то положение равновесия смещается в такую сторону, чтобы ослабить внешнее воздействие.

Влияние концентрации на смещение химического равновесия

• 
• пример 1
• реакция образования аммиака — протекает в газовой среде
• пример 2
•  реакция образования сложного эфира — реакция, проходящая в жидкой среде.

• Увеличение концентрации реагентов смещает химическое равновесие в сторону продуктов реакции как в газовой, так и в жидкой среде.
• Удаление продуктов из среды реакции так же смещает равновесие в сторону продуктов реакции.
• Увеличение концентрации продуктов смещает химическое равновесие в сторону обратной реакции.

Влияние температуры на смещение химического равновесия

Все химические реакции делятся на два типа:

1. Эндотермические реакции — реакции, протекающие с поглощением теплоты.
2. 
   Экзотермические реакции — протекают с выделением теплоты.

1. 
2.  
   Соответственно, с помощью температурного воздействия мы можем оказывать влияние на смещение химического равновесия в системе:
    
3. в эндотермической реакции: 

 

• увеличение температуры смещает равновесие в сторону продуктов (прямой реакции);
• уменьшение температуры смещает равновесие в сторону реагентов (обратной реакции);

 
в экзотермической реакции:
 

• увеличение температуры смещает равновесие в сторону реагентов (обратной реакции);
• уменьшение температуры смещает равновесие в сторону продуктов (прямой реакции);

Влияние давления на смещение химического равновесия

Этот вопрос относится только к реакциям в газовой среде.

• При увеличении  давления равновесие смещается в сторону  меньшего объема (в данном примере 4 моль → 2 моль, т.е. равновесие сместится в сторону продукта реакции -образования аммиака).
• При уменьшении давления  — в сторону большего объема (в сторону обратной реакции)

•  
  Если в реакции участвуют твердые вещества, например:  2C (тв)  + O2 (г)   ↔ 2CO  (г), то их количество не учитывается.
   
• Если объем (количество веществ) смеси не меняется, то изменение давления не будет оказывать влияние на смещение химического равновесия.

 

Катализаторы не влияют на смещение химического равновесия!

• В ЕГЭ это вопрос А21 — Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Смещение равновесия под действием различных факторов

   
 

Обсуждение: «Смещение химического равновесия»

(Правила комментирования)

Источник: https://distant-lessons.ru/smeshhenie-ximicheskogo-ravnovesiya.html

Оценка функции равновесия у студентов высших учебных заведений водного транспорта в практике учебного процесса

О.В.Парыгина, кандидат педагогических наук, доцент кафедры физического воспитания, Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова, г. Москва

Ю.А.Матвеев, кандидат медицинских наук, доцент кафедры адаптивной физической культуры и медико-биологических дисциплин, Московский государственный педагогический университет, Педагогический институт физической культуры и спорта, г. Москва

Приведены результаты исследования функции равновесия у студентов высших учебных заведений водного транспорта, установлен уровень согласованности зрительного, вестибулярного, проприоцеп- тивных анализаторов и мышечного контроля у студентов 1-3-х курсов с использованием статических методов и когнитивных тестов с биологической обратной связью по основной реакции, а также определено состояние внимания на осуществление визуального или смешанного управления центра давления по опорной поверхности для биологической обратной связи. Результаты исследований позволяют вооружить педагогов новыми данными о функциональном состоянии вестибулярного аппарата и компенсаторных возможностях функции равновесия у обучающихся.

Ключевые слова: студенты, водный транспорт, статокинетическая устойчивость, функция равновесия, диагностика с помощью стабилометрии.

 
Производственная деятельность работников водного транспорта связана со специфическими условиями и факторами, оказывающими отрицательное воздействие на функционирование систем организма, обеспечивающих качество и надёжность выполнения служебных обязанностей [6].

К ним относятся нервно-эмоциональная напряжённость при работе оператора в системе «человек—машина», сложные метеорологические условия, частая смена климатических зон, ограниченная подвижность, единая зона труда и отдыха, длительное воздействие на организм шумов и вибрации.

Современные условия труда работников водного транспорта требуют постоянной адаптации к непрерывно меняющимся социально-бытовым и климатогеографическим условиям.

Неустойчивость опорно-двигательного аппарата и равновесия во время качки, несомненно, предъявляет более высокие требования к способности сохранять равновесие, повышая степень риска возникновения аварийных ситуаций на водном транспорте.

В свете сказанного представляет особый интерес детальное исследование функций равновесия у студентов высших учебных заведений водного транспорта по годам обучения, что позволит вооружить педагогов новыми данными о функциональном состоянии вестибулярного аппарата и компенсаторных возможностях функции равновесия у своих подопечных, особенно на первых годах обучения.

Под равновесием понимают способность к сохранению устойчивого положения тела в условиях разнообразных положений и поз. Как известно, за равновесие большей частью отвечает отдел мозга, называемый мозжечком.

Этот отдел отвечает также и за рефлекторные движения, доведённые у взрослых людей до автоматизма, координацию движений и общий мышечный тонус. Иными словами, мозжечок непосредственно контролирует бессознательную нервную связь между мышцами и мозгом.

Причём чем тренированнее человек в физическом плане, тем лучше функционирует его мозжечок.

Тренируя равновесие, по мнению ряда исследователей, человек может быстрее реагировать в критических ситуациях, так как именно этот отдел мозга отвечает за быстроту бессознательных реакций, что позволяет специалисту водного транспорта быстрее сосредоточиться, сконцентрироваться, акцентируя внимание на выполнении профессиональных обязанностей [1; 2; 6; 9].

Вестибулярная устойчивость — способность точно и стабильно выполнять двигательные действия в условиях вестибулярных раздражений (бросков, поворотов). Функция вестибулярного анализатора состоит в сохранении устойчивого положения тела при воздействии ускорений, возникающих при перемещениях в пространстве.

При этом сильные раздражители структур вестибулярного анализатора вызывают своеобразный симпатокомплекс, состоящий из соматических, сенсорных и вегетативных реакций организма. Обобщённое название этих состояний—кинетозы, или морская болезнь.

Одно из распространённых названий кинетозов — «укачивание» [5; 6; 8; 11].

О. Макарова, с использованием статических двигательно-когнитивных тестов с биологической обратной связью по опорной реакции, а также состояние внимания при осуществлении визуального или смешанного контроля центра давления на опорную поверхность по биологической обратной связи.

Материалы и методы исследования. Было обследовано по 15 студентов 1-го и 2-го курса соответственно.

Количественная инструментальная оценка результатов тестирования с использованием стабилометрии, на наш взгляд, позволила получить объективные данные о состоянии функции равновесия у испытуемых, повысить точность выполнения движений за счёт объективизации параметров выполнения служебных функций (движений по управлению судном) и в конечном итоге разработать и дать обоснованные рекомендации по повышению эффективности учебных занятий студентов каждого года обучения.
Для исследования использовался стабилотрена- жёр ST-150, который позволяет измерить параметры траектории перемещения координат центра масс тела человека.

В классической механике понятие «центр масс» определено как геометрическая точка, уравнивающая распределение массы по телу.

В постоянном однородном гравитационном поле центр тяжести должен совпадать с центром масс, и разработчики метода стабилометрии, исследуя миграцию общего центра давления точки опоры человека на ста- билоплатформу (ОЦД) по отношению к общему центру масс (ОЦМ), выявили определённые закономерности, свидетельствующие о функциональном состоянии систем организма, участвующих в поддержании равновесия [10; 11].

В частности, измерение параметров взаимодействия физического объекта с опорой под действием гравитационной силы позволяет определить уровень его взаимодействия с внешними гравитационными полями в виде отдельных кривых на мониторе компьютера. При этом само положение центра тяжести физического тела по опорной реакции отображается в системе координат, что позволяет произвести необходимые расчёты и сравнения.

Следует отметить, что получаемая при этом информация позволяет сопоставлять количественные характеристики двигательных реакций, формируемых в процессе целенаправленных занятий по физической культуре, а значит, получать объективные, практически значимые данные, отражающие физические возможности испытуемого и его индивидуальные координационные способности.
Результаты и их обсуждение. Программное обеспечение стабилометрической платформы позволило получить информацию по каждому испытуемому студенту в виде графического изображения. В качестве примера на рис. 1 представлены данные студентов 2-го года обучения.

В каждом из этапов студенты тестировались в двух вариантах постановки стоп: 1) основной стойки (проба Ромберга европейской установки стоп «носки врозь»); 2) стойка, при которой линии «носок—пятка» каждой ноги параллельны (проба Ромберга американской установки стоп).

Результаты опыта выявили значительные отклонения общего центра масс у обследуемых студентов. Во время тестирования пробы Ромберга с европейской установкой стоп (евр. п.) у большинства испытуемых наблюдалась асимметрия назад и вправо, а во время пробы Ромберга американской установки стоп (амер. п.) — выраженная асимметрия вперёд и влево.

На представленных статокинезиограммах (рис. 1) результаты тестирования студентов с открытыми глазами на первом этапе опыта представлены графическим изображением кривой зелёного (или светло-серого) цвета, а на втором этапе, с закрытыми глазами — кривой чёрного цвета.

Сравнивая их, можно выделить большую степень геометрического приближения общего центра давления точки опоры к общему центру масс со стороны кривой чёрного цвета, в отличие от кривой зелёного (светло-серого) цвета.

Таким образом, студенты показали лучшие результаты на этапе с закрытыми глазами.

Выявленное отклонение связано с нарушениями функции равновесия у студентов вследствие асимметрии опоры на левую и правую ногу. Анализ полученных данных тестирования простуральной пробы по американской и европейской установке стоп у студентов 1-2-х курсов позволил обобщить результаты исследования, которые представлены в таблице.

Рис. 1. Пример влияния зрительного, вестибулярного и проприорецептивного анализаторов (постуральной системы) на функцию равновесия у студентов 2-го курса

Соотношение показателей уровня функции равновесия у студентов 1-2-х курсов на основе пробы Ромберга европейской и американской установки стоп, %

Согласно данным таблицы к уровню «плохо» относились результаты, соответствующие 33,1- 69,8 % ошибок, «удовлетворительно» — 26,5 -50,2 %, «хорошо» — 0,3-1,0 %.

Оценки «отлично», которая означает, что пробы Ромберга выполнены без ошибок, никто не получил. Наибольшая доля ошибок (69,8 %) наблюдалась у студентов 2-го курса.

Оценку «хорошо» с наименьшей долей ошибок (0,3 %) получили студенты 1-го курса.

Результаты тестирования американской пробы Ромберга, когда ступни поставлены параллельно, по мнению разработчиков метода являются более информативными, так как не характерны для повседневной ходьбы. В подтверждение этой концепции и данные наших исследований составили также более высокие значения по уровням «плохо» и «удовлетворительно» (69,8 и 50,2 % соответственно).

Результаты влияния зрительного анализатора на функцию равновесия у студентов 1-2-х курсов (рис. 2) показали, что полученная оценка, как при американской, так и при европейской пробе Ромберга, имела тенденцию ухудшения от «нормы» к «аномалиям».

Сравнительная характеристика данных рис. 2 выявила, что у первокурсников не наблюдалось отклонения зрительного анализатора на функцию равновесия, в отличие от второкурсников, у которых выявились аномальные изменения вестибулярного аппарата, что свидетельствует о недостаточной эффективности применяемой в настоящее время программы по физической подготовке.

Рис. 2. Сравнительная характеристика оценки влияния зрительного анализатора на функцию равновесия у студентов 1-2-х курсов: 100-300 — норма; 0-100 и 300-400 — аномалия

По данным В. М. Гуралиева, статокинетическая устойчивость является одним из достаточно информативных показателей функционального состояния систем регуляции равновесия [4].

Нагрузки, превышающие физиологические возможности, ведут к развитию утомления, рассогласованию стереотипа устойчивых механизмов регуляции, что прежде всего негативно отражается на функции равновесия (дифференцировка тонких движений) и, как следствие — по отношению к стоящим за штурвалом судна судоводителям — на точности движений в процессе управления.

Наряду с этим Л. Д. Назаренко с соавторами считают, что под влиянием систематических занятий физической культурой повышается уровень адаптации, в том числе и к вестибулярным нагрузкам [7].

В соответствии с этим в качестве дискуссии мы предполагаем, что исследование статокинети- ческой устойчивости с помощью описываемого метода может дать дополнительные возможности для выявления функциональных резервов центральной и вегетативной регуляции в развитии координационных способностей и функции равновесия, в том числе и у специалистов водного транспорта.

Обзор информационных источников и специальной литературы за последние годы свидетельствует о малочисленности данных стабилометри- ческих исследований будущих специалистов водного транспорта, испытывающих значительные нагрузки сложнокоординационного характера.

Отсутствуют, в частности, сравнительные сведения, позволяющие сформулировать критерии оценки, во-первых, вестибулярной системы, например по «коэффициенту функции равновесия», интегрально отражающего уровень статокинетической устойчивости, и, во-вторых, оценки компенсаторных резервов функции равновесия. Дискутируются вопросы, затрагивающие необходимость изучения дополнительных физиологических механизмов стабилизации и совершенствования функции равновесия, направленные на снижение напряжённости адаптационных реакций организма учащихся [3; 4].

Выводы.

Как показывают результаты проведённых исследований, есть основания считать, что метод стабилометрии представляется весьма информативным в оценке функции равновесия, так как позволяет объективно оценить влияние ведущих систем регуляции данного процесса — зрительного, вестибулярного, проприорецептивного анализаторов. Выявленные в результате проведённых опытов существенные отклонения функции равновесия у студентов 1-2-х курсов факультета судовождения требуют совершенствования или разработки новых учебных программ по физической подготовке, направленных на повышение
статокинетической и вестибулярной устойчивости студентов в ходе учебно-воспитательной работы, что в конечном итоге будет направлено на повышение уровня координационной, а значит, и производственной подготовки будущих специалистов водного транспорта.

Список литературы

Гроховский, О. В. Кубряк // Мир измерений. — 2011. — № 11. — С. 37-38.
4. Гуралёв, В. М. Организационно-педагогические условия формирования статокинетической устойчивости студентов Сибирского юридического института / В. М. Гуралев // Вестн. ЮУрГУ
Сер. Образование, здравоохранение, физкультура и спорт. — 2003. — Вып. 5 (б). — С. 172.
5. Лях, В. И.

Координационные способности: диагностика и развитие / В. И. Лях. — М. : ТВТ Дивизион, 2006. — 290 с.
6. Мельникова, И. П. Влияние производственных факторов на здоровье моряков / И. П. Мельникова // Гигиена и санитария. — 2007. — № 1. — С. 42-44.
7. Назаренко, Л. Д. и структура равновесия как двигательно-координационного качества / Л. Д.

Назаренко // Теория и практика физ. культуры. — 2000. — № 1. — С. 54-58.
8. Основы сенсорной физиологии / под ред. Р. Шмидта. — М. : Мир, 1984. — 287 с.
9. Покровский, В. М. Физиология человека : в 2 т. / В. М. Покровский, Г. Ф. Коротько. — М. : Медицина, 2003. — 656 с.
10. Скворцов, Д. В. Стабилометрическое исследование / Д. В. Скворцов. — М.

: Маска, 2010. — 176 с.

11. Язепова, О. В. Адекватность учебной нагрузки в физической подготовке студентов высших учебных заведений водного транспорта требованиям служебной деятельности : дис. … канд. пед. наук / О. В. Язепова. — М., 2015. — 145 с.

Для цитирования: Парыгина, О. В. Оценка функции равновесия у студентов высших учебных заведений водного транспорта в практике учебного процесса / О. В. Парыгина, Ю. А. Матвеев // Физическая культура. Спорт. Туризм. Двигательная рекреация. — 2017. — Т. 2, № 4. — С. 81-86.

Источник: http://vuzirossii.ru/publ/ocenka_funkcii_ravnovesija_u_studentov/36-1-0-6253

ПОИСК

    Определение состава и константы образования комплекса при спектрофотометрическом исследовании растворов методом сдвига равновесий [c.

296]

    Этот метод определения состава экстрагируемого комплекса получил название метода сдвига равновесия.

Расчет Кт,л с помощью (2) при высоких значениях а возможен только для слабых экстрагентов, так как в противном случае в области [c.60]

    Метод сдвига равновесия. Рассмотрим применение этого метода для условий, когда при построении кривой насыщения постоянной сохраняют концентрацию комплексообразователя М, а переменной является концентрация лиганда К. Образование моноядерного комплекса протекает по уравнению (а) (см. стр. 98) [И], [19]. Общая константа устойчивости комплекса выражается [c.104]

    Было выяснено, что гидролизованные катионы металлов лучше всего извлекаются из нитратных сред, плохо из сульфатных. Из нитратных сред хорошо извлекаются висмут (П1), железо (Н1), медь, кобальт, цинк, никель, хуже цирконий и гафний. Состав экстрагируемых комплексов был установлен, как непосредственным химическим анализом, так и методом сдвига равновесия. [c.41]

    Определение состава и констант устойчивости. Определение состава комплекса титана с тайроном проводится по методу сдвига равновесия (см. стр. 104). Для этого в десять мерных колб емкостью 50 мл вводят 2 мл раствора титана, последовательно 1 1,2 1,5 1,7 2,0 3,0 4,0 5,6 7,0 8,0 мл раствора тайрона и 10 мл ацетатного буферного раствора с оптимальным значением pH, доводят объем раствора до метки водой, оставляют стоять 5 мин. Измеряют оптические плотности растворов на фотоэлектроколориметре ФЭК-60 при соответствующей максимальному поглощению комплекса (/ = 1см) по отношению к воде. [c.118]

    Методом сдвига равновесий установлено, что реагент взаимодействует с Мо (V) и Мо (VI) в молярном отношении 2 1. [c.91]

Рис. 107. Определение состава комплекса методом сдвига равновесия X = 570 нм pH = 5,8 г = 1,0 ем).

    Полученные кривые состав — оптическая плотность представлены на рис. 5. Значения оптической плотности также измеряли при 380 ммк. Результаты исследования полученных кривых по методу сдвига равновесия представлены на рис. 6. При достаточно высокой концентрации адденда образуется комплекс с максимальным значением [c.215]

    Соотношение, в котором реагируют ализаринат лантана с антипирином, было определено методом сдвига равновесия [9]. [c.276]

    В работах Бабко и сотрудников [6] в значительной степени развит метод сдвига равновесия, предложенный Бодлендером. В качестве измеряемого свойства системы использовалось главным образом изменение оптической плотности растворов при комплексообразовании. Исследования Бабко обобщены в его монографии Физико-химический анализ комплексных соединений в растворах . [c.490]

    Соотношение концентраций центрального иона и одного из двух лигандов иногда нельзя установить изомолярной серией в этих случаях пользуются другими методами, в частности методом сдвига равновесия [4]. [c.339]

    МЕТОД СДВИГА РАВНОВЕСИЯ [c.224]

    Исследование состава комплекса методом сдвига равновесия ([363] см. также стр. 224) (рис. 8.21).

показывает, что влияние одинакового избытка реагента и ионов цинка (при постоянной и одинаковой концентрации второго компонента) на сдвиг равновесия реакции сказывается совершенно идентично, а это возможно только в случае образования комплекса с отношением стехиометрических коэффициентов, равным 1. Отношение стехиометрических коэффициентов в составе комплекса, определенное из кривой насыщения (рис. 8.22), также равно 1. [c.259]

    Полученные результаты для зависимости экстракции тантала от концентрации бриллиантового зеленого можно проанализировать методом, аналогичным методу сдвига равновесий [6] с учетом коэффициента распределения тантала. В логарифмических координатах зависимость образования комплекса от концентрации бриллиантового зеленого носит линейный характер тангенс угла наклона прямой близок к единице [c.182]

    Метод сдвига равновесия [c.127]

    По полученным экспериментальным данным (рис. 2) методом сдвига равновесия [4], используя зависимость [c.35]

    Метод сдвига равновесия можно с успехом использовать и для установления состава комплексов типа МА (НА)т- В самом деле, это легко видеть из следующих уравнений  [c.129]

    Использование метода. Метод молярных отношений очень прост по выполнению, поэтому его довольно часто применяют. Однако по распространенности он уступает методу изомолярных серий и методу сдвига равновесия. Приведем несколько примеров его использования. [c.143]

    Из методов, основанных, как и билогарифмический метод (сдвига равновесия), па использовании закона действия масс, [c.33]

    Метод сдвига равновесия.

Наиболее часто определение состава сольватов проводят по билогарифмической зависимости коэффициента распределения от концентрации экстрагента в инертном разбавителе, поскольку из уравнений (1.25) и (1.

28), например, следует, что если пренебречь значениями коэффициентов активности, то при образовании извлекаемым веществом и экстрагентом лишь одного комплекса справедливо соотношение [c.26]

    Рассмотрим определение коэффициентов активности в тройных системах, когда концентрация третьего компонента стремится к нулю. На практике с такими системами встречаются при определении сольватного числа методом сдвига равновесия. Как отмечалось выше, пренебрежение значениями у и у в системах с ассоциированными реагентами может привести к неверным результатам. [c.42]

    Однако чаще всего эффективные константы экстракции, вычисленные для различных д, в том числе и определенных методами сдвига равновесия и насыщения, сильно зависят от концентрации. Это иллюстрируется данными табл. 11.4 на примере экстракции нитрата лантана ТБФ. [c.65]

Рис. 45. Определение состава 1-(2-пири-джпазо)-2-нафтолата индия в хлороформе методом сдвига равновесия (соотношение 1п ПАН равно 1 1)

    Третий метод определения величины заряда основан на применении метода сдвига равновесия к реакции (177). Сущность эксперимента заключается в изучении влияния переменных концентраций Mf на поглощение исследуемых ионов с соблюдением условия [Кг,Mil ж onst, при котором константа равновесия (177) [c.214]

    Титан в кислой среде образует с роданидом малопрочные комплексы, имеющие в водных растворах максимум светопоглощения в дальнем ультрафиолете (кривая 1, рис. 1). С диантипирилметаном в солянокислых растворах образуется растворимое в воде комплексное соединение с Яшах 385 ммк (кривая 2).

Характерной особенностью является малая скорость протекания реакции.

Исследование состава этого соединения методом изомолярных серий и методом сдвига равновесия, сопоставление ряда свойств соединения (электромиграция, влияние кислотности) позволяют считать, что в этом комплексе титан находится в виде иона координирующего вокруг себя 3 молекулы диантипирилметана, каждая из которых занимает, по-видимому, два координационных места (8з85 = 16 000) [52]. Оба указанных соединения не извлекаются хлороформом. При наличии же в системе всех трех компонентов выпадает осадок желтого цвета, хорошо экстрагирующийся хлороформом. На кривой, 3 рис. 1 представлен спектр поглощения комплекса в очищенном хлороформе. Обращает на себя [c.119]

    Методом сдвига равновесия мы определили значение константы устойчивости комплекса Ge l4 4 gH70N [7]. При концентрации исходных растворов СеСЬ и 8-оксихинолина 1 10 моль л оно составляет [c.215]

    Комарь критически разобрал применимость метода сдвига равновесия для определения констант устойчивости и показал, что этот метод в том виде, как он используется в работах Абег-га, Бодлендера и др., нельзя рекомендовать для определения констант.

Замена исследования всей сопряженной системы равновесий изучением лищь главных процессов может привести не только к искаженным значениям констант, но и к большим ошибкам в оценке состава и свойств образующихся комплексов.

Комарь дал также критический обзор современных методов определения констант при помощи полиномиальных уравнений. [c.491]

    Существеиио отличается от названных приемов метод сдвига равновесия. В ряде случаев он дает более надежные результаты. В работах, где изучение собственно экстракции внутрикомплексных соединений является главной задачей, используют чаще всего этот прием. [c.127]

    Общее требование, предъявляемое к изучению состава экстрагирующихся внутрикомплексных соед1шений, заключается в том, что состав следует обязательно определять несколькими методами. Желательно, чтобы одним из этих методов был метод сдвига равновесия. [c.127]

    Весьма эффективным методом определения состава экстрагирующихся внутрикомплексных соединений следует считать метод сдвига равновесия. Речь идет о приеме, который основан на использовании выражения для константы экстракции. Если экстракционный процесс описывается уравнением [c.127]

    Мы неоднократно использовали метод сдвига равновесия для определения состава изучавшихся комплексов.

Например, с его помощью был установлен или подтвержден состав ацетилацетоната и теноилтрифторацетоната скандия [93] (см. рис. 10), 8-оксихино-линатов железа (III) [71] и индия [94]. На рис.

45 показаны результаты определения состава 1-(2-ниридилазо)-2-нафтолата индия [364]. [c.130]

    На ограничения билогарифмическогд) метода (метода сдвига равновесия) не раз обращали внимание и другие авторы, однако он широко применяется. Это отчасти связано с кажущейся простотой метода, во всяком случае с простотой его экспериментального осуществления. К сожалению, данные о сольватных числах, полученные одним лишь билогарифмическим методом, нередко таят в себе возможность ошибки. С этим, возможно, связана противоречивость имеющихся в литературе сведений о степени сольватации ряда комплексных металлгалогенидных кислот. [c.65]

    Анализ многочисленных результатов различных авторов показывает [29], что отказ от учета величин V и часто приводит к неверным результатам. Л. К. Чу-чалин и др.

[35] сформулировали следующие условия, при которых метод сдвига равновесия приводит к правильным результатам 1) экстракция должна протекать с образованием сольватов постоянного состава (на это обстоятельство ранее обратил внимание В. В.

    При экстракции по сольватному механизму результаты определения состава сольватов и описания равновесия без учета коэффициентов активности компонентов органической фазы часто практически однозначны. Это в наибольщей степени относится к системам, в которых достигается высокая степень насыщения органической фазы.

Например, методами сдвига равновесия и насыщения установлено, что нитраты редкоземельных элементов образуют с ТБФ негидратированные трисольвагы [42]. Результаты расчета констант при различных значениях д, приведенные в табл. П.З, показывают, что практически постоянной остается лишь эффективная константа экстракции трисольвата нитрата иттербия.

 [c.65]

    Наиболее изученным примером извлечения веществ по сольватному механизму является экстракция нитрата уранила ТБФ. В главе I указывалось, что, согласно данным метода сдвига равновесия, в этой системе образуется негидратированный дисольват.

Первое описание равновесия в этой системе, учитывающее коэффициенты активности в водной фазе и зависимость эффективной константы экстракции дисольвата от концентрации экстрагента, предложено А. М. Розеном [53].

Соответствие между расчетными и экспериментальными данными, как установлено, улучшается при переходе от неразбавленного ТБФ к его растворам в органических разбавителях позже это было объяснено тем, что не учитывалось образование трисольвата [54].

На возможность образования высших сольватов при взаимодействии нитрата уранила с ТБФ указывают значительные отрицательные отклонения двойной системы ТБФ — и02(Ы0з)2-2ТБФ от идеальности [55] и выделение тепла при растворении дисольвата нитрата уранила в ТБФ [56].

В пользу существования смеси три- и дисольватов свидетельствует и описание равновесия уравнениями (11.17) и (11.18). Действительно, при значениях констант, приведенных в табл. 11.5, среднее относительное расхождение между вычисленной и найденной экспериментально в работах [51, 52] концентрацией нитрата уранила в фазе неразбавленного ТБФ составляет 2%. [c.67]

Это подтверждается анализом изотерм экстракции, полученных в работе [52], с помощью уравнений (П.17) и (11.18). Доля трисольвата в органической фазе, вычисленная с использованием приведенных в табл. II.5 значений констант, уменьшается с ростом основности экстрагента.

Для ТБФ концентрация трисольвата невелика и значима лишь при относительно малых концентрациях соли. Она должна уменьшаться при разбавлении ТБФ.

Следовательно, существование трисольвата не противоречит данным метода сдвига равновесия о преимущественном образовании дисольвата нитрата уранила при использовании ТБФ. Таким образом, сольватное число может зависеть и от природы близких по строению экстрагентов. [c.68]

Источник: https://www.chem21.info/info/432276/

Химическое равновесие

• Химическое равновесие присуще обратимым реакциям и не характерно для необратимых химических реакций.
• Часто, при осуществлении химического процесса, исходные реагирующие вещества полностью переходят в продукты реакции. Например:
• Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

Невозможно получить металлическую медь, проводя реакцию в обратном направлении, т.к. данная реакция необратима. В таких процессах реагенты полностью переходят в продукты, т.е.

реакция протекает до конца.

Но основная часть химических реакций обратима, т.е. вероятно параллельное протекание реакции в прямом и обратном направлениях. Иначе говоря, реагенты лишь частично переходят в продукты и реакционная система будет состоять как из реагентов, так и из продуктов. Система в данном случае находится в состоянии химического равновесия.

При обратимых процессах, вначале прямая реакция имеет максимальную скорость, которая постепенно снижается, в связи с уменьшением количества реагентов. Обратная реакция, наоборот, вначале имеет минимальную скорость, которая увеличивается по мере накапливания продуктов.

В конце концов, наступает момент, когда скорости обоих реакций становятся равными – система приходит в состояние равновесия. При наступлении состояния равновесия, концентрации компонентов остаются неизменными, но химическая реакция при этом не прекращается. Т.о.

химическое равновесие – это динамичное (подвижное) состояние. Для наглядности, приведем следующий рисунок:

химическое равновесие

1. Допустим, протекает некая обратимая химическая реакция:
2. а А + b В = с С + d D
3. тогда, исходя из закона действующих масс, запишем выражения для скорости прямой υ1 и обратной υ2 реакций:
4. υ1 = k1·[A]a·[B]b
5. υ2 = k2·[C]c·[D]d

В состоянии химического равновесия, скорости прямой и обратной реакции равны, т.е.:

• υ1 = υ2
• k1·[A]a·[B]b = k2·[C]c·[D]d
• получаем
• К = k1/ k2 = [C]c·[D]d ̸ [A]a·[B]b
• Где К = k1/ k2 – константа равновесия.

Для любого обратимого процесса, при заданных условиях k является величиной постоянной. Она не зависит от концентраций веществ, т.к. при изменении количества одного из веществ, количества других компонентов также меняются.

При изменении условий протекания химического процесса, возможно смещение равновесия.

Факторы, влияющие на смещение равновесия:

• изменение концентраций реагентов или продуктов,
• изменение давления,
• изменение температуры,
• внесение катализатора в реакционную среду.

Принцип Ле-Шателье

Все вышеперечисленные факторы влияют на смещение химического равновесия, которое подчиняется принципу Ле-Шателье: если изменить одно из условий, при котором система находится в состоянии равновесия – концентрацию, давление или температуру, — то равновесие сместится в направлении той реакции, которая противодействует этому изменению. Т.е. равновесие стремится к смещению в направлении, приводящему к уменьшению влияния воздействия, которое привело к нарушению состояния равновесия.

1. Итак, рассмотрим отдельно влияние каждого их факторов на состояние равновесия.
2. Влияние изменения концентраций реагентов или продуктов покажем на примере процесса Габера:
3. N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г)

Если в равновесную систему, состоящую из  N2(г), H2(г) и NH3(г), добавить, например, азот, то равновесие должно сместиться в направлении, которое способствовало бы уменьшению количества водорода в сторону его исходного значения, т.е.

в направлении образования дополнительного количества аммиака (вправо). При этом одновременно произойдет и уменьшение количества водорода. При добавлении в систему водорода, также произойдет смещение равновесия в сторону образования нового количества аммиака (вправо).

Тогда как внесение в равновесную систему аммиака, согласно принципу Ле-Шателье, вызовет смещение равновесия в сторону того процесса, который благоприятен для образования исходных веществ (влево), т.е.

концентрация аммиака должна уменьшится посредством разложения некоторого его количества на азот и водород.

• Уменьшение концентрации одного из компонентов, сместит равновесное состояние системы в сторону образования этого компонента.
• Влияние изменения давления имеет смысл, если в исследуемом процессе принимают участие газообразные компоненты и при этом имеет место изменение общего числа молекул. Если общее число молекул в системе остается постоянным, то изменение давления не влияет на ее равновесие, например:
•  I2(г) + H2(г) = 2HI(г)

Если полное давление равновесной системы увеличивать посредством уменьшения ее объема, то равновесие сместится в сторону уменьшения объема. Т.е. в сторону уменьшения числа молей газа в системе. В реакции:

N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г)

из 4 молеул газа (1 N2(г) и 3 H2(г)) образуется 2 молекулы газа (2 NH3(г)), т.е. давление в системе уменьшается. Вследствие чего, рост давления будет способствовать образованию дополнительного количества аммиака, т.е. равновесие сместится в сторону его образования (вправо).

Если температура системы постоянна, то изменение полного давления системы не приведет к изменению константы равновесия К.

Изменение температуры системы влияет не только на смещение ее равновесия, но также и на константу равновесия К. Если равновесной системе, при постоянном давлении, сообщать дополнительную теплоту, то равновесие сместится в сторону поглощения теплоты. Рассмотрим экзотермическую реакцию:

N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г) + 22 ккал

она является эндотермической и ослабляет внешнее воздействие – повышение температуры. Напротив, охлаждение приводит к смещению равновесия в направлении синтеза аммиака (вправо), т.к.

реакция является экзотермической и противодействует охлаждению.

Таким образом, рост температуры благоприятствует смещению химического равновесия в сторону эндотермической реакции, а падение температуры – в направлении экзотермического процесса. Константы равновесия всех экзотермических процессов при росте температуры уменьшаются, а эндотермических процессов – увеличиваются.

Внесение катализатора в систему приводит к тому, что скорости как прямой, так и обратной реакций увеличиваются. Изменяется скорость приближения к  состоянию равновесия, но k при этом не меняется.

Принцип Ле-Шателье также применим к таким реакциям, в которых компоненты находятся в различных фазовых состояниях, т.е. к гетерогенным реакциям. Тогда речь будет идти о гетерогенном равновесии, например:

1. CaCO3(тв) → CaO(тв) + CO2(г)
2. В этой реакции газ и два твердых вещества находятся между собой в равновесии, и «концентрации» твердых компонентов остаются неизменными. Обычно «концентрации» твердых и жидких компонентов включаются в значение К, что позволяет не учитывать их при написании выражения для константы равновесия:
3. К = [CO2]
4. Это выражение показывает нам, что не важно, какое количество CaCO3(тв) и CaO(тв) содержится в равновесной системе, пока в ней присутствует хотя бы незначительное количество любого из этих веществ.

Источник: http://zadachi-po-khimii.ru/obshaya-himiya/ximicheskoe-ravnovesie.html

1.4.4. Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Смещение химического равновесия под действием различных факторов

Химические реакции бывают обратимые и необратимые.

Необратимыми реакциями называют такие реакции, которые идут только в одном (прямом →) направлении:

т.е. если некоторая реакция A + B = C + D необратима, это значит, что обратная реакция C + D = A + B не протекает.

Обратимые реакции – это такие реакции, которые идут как в прямом, так и в обратном направлении (⇄):

т.е., например, если некая реакция A + B = C + D обратима, это значит, что одновременно протекает как реакция A + B → C + D (прямая), так и реакция С + D → A + B (обратная).

По сути, т.к. протекают как прямая, так и обратная реакции, реагентами (исходными веществами) в случае обратимых реакций могут быть названы как вещества левой части уравнения, так и вещества правой части уравнения. То же самое касается и продуктов.

Однако, условно принято считать, что реагентами в каждом конкретном уравнении обратимой реакции являются те вещества, которые записаны в его левой части, а продуктами – те, что записаны в правой, т.е.:

Для любой обратимой реакции возможна ситуация, когда скорость прямой и обратной реакций равны. Такое состояние называют состоянием равновесия.

В состоянии равновесия концентрации как всех реагентов, так и всех продуктов неизменны. Концентрации продуктов и реагентов в состоянии равновесия называют равновесными концентрациями.

Смещение химического равновесия под действием различных факторов

Вследствие таких внешних воздействий на систему, как изменение температуры, давления или концентрации исходных веществ или продуктов, равновесие системы может быть нарушено.

Однако после прекращения этого внешнего воздействия система через некоторое время перейдет в новое состояние равновесия.

Такой переход системы из одного равновесного состояния в другое равновесное состояние называют смещением (сдвигом) химического равновесия.

Если на систему в состоянии равновесия оказать какое-либо внешнее воздействие, то направление смещения химического равновесия будет совпадать с направлением той реакции, которая ослабляет эффект от оказанного воздействия.

Влияние температуры на состояние равновесия

При изменении температуры равновесие любой химической реакции смещается. Связано это с тем, что любая реакция имеет тепловой эффект. При этом тепловые эффекты прямой и обратной реакции всегда прямо противоположны. Т.е. если прямая реакция является экзотермической и протекает с тепловым эффектом, равным +Q, то обратная реакция всегда эндотермична и имеет тепловой эффект, равный –Q.

Таким образом, в соответствии с принципом Ле Шателье, если мы повысим температуру некоторой системы, находящейся в состоянии равновесия, то равновесие сместится в сторону той реакции, при протекании которой температура понижается, т.е.

в сторону эндотермической реакции. И аналогично, в случае, если мы понизим температуру системы в состоянии равновесия, равновесие сместится в сторону той реакции, в результате протекания которой температура будет повышаться, т.е.

в сторону экзотермической реакции.

Например, рассмотрим следующую обратимую реакцию и укажем, куда сместится ее равновесие при понижении температуры:

Как видно из уравнения выше, прямая реакция является экзотермической, т.е. в результате ее протекания выделяется тепло. Следовательно, обратная реакция будет эндотермической, то есть протекает с поглощением тепла. По условию температуру понижают, следовательно, смещение равновесия будет происходить вправо, т.е. в сторону прямой реакции.

Влияние концентрации на химическое равновесие

Повышение концентрации реагентов в соответствии с принципом Ле Шателье должно приводить к смещению равновесия в сторону той реакции, в результате которой реагенты расходуются, т.е. в сторону прямой реакции.

И наоборот, если концентрацию реагентов понижают, то равновесие будет смещаться в сторону той реакции, в результате которой реагенты образуются, т.е. сторону обратной реакции (←).

Аналогичным образом влияет и изменение концентрации продуктов реакции. Если повысить концентрацию продуктов, равновесие будет смещаться в сторону той реакции, в результате которой продукты расходуются, т.е. в сторону обратной реакции (←). Если же концентрацию продуктов, наоборот, понизить, то равновесие сместится в сторону прямой реакции (→), для того чтобы концентрация продуктов возросла.

Влияние давления на химическое равновесие

В отличие от температуры и концентрации, изменение давления оказывает влияние на состояние равновесия не каждой реакции. Для того чтобы изменение давления приводило к смещению химического равновесия, суммы коэффициентов перед газообразными веществами в левой и в правой частях уравнения должны быть разными.

Т.е. из двух реакций:

изменение давления способно повлиять на состояние равновесия только в случае второй реакции. Поскольку сумма коэффициентов перед формулами газообразных веществ в случае первого уравнения слева и справа одинаковая (равна 2), а в случае второго уравнения – различна (4 слева и 2 справа).

Если же слева и справа количество газообразных веществ различается, то повышение давления будет приводить к смещению равновесия в сторону той реакции, при протекании которой объем газов уменьшается, а понижение давления – в сторону той реакции, в результате которой объем газов увеличивается.

Влияние катализатора на химическое равновесие

• Поскольку катализатор в равной мере ускоряет как прямую, так и обратную реакции, то его наличие или отсутствие никак не влияет на состояние равновесия.
• Единственное, на что может повлиять катализатор, — это на скорость перехода системы из неравновесного состояния в равновесное.
• Воздействие всех указанных выше факторов на химическое равновесие сведено ниже в таблицу-шпаргалку, в которую поначалу можно подглядывать при выполнении заданий на равновесия. Однако же пользоваться на экзамене ей не будет возможности, поэтому после разбора нескольких примеров с ее помощью, ее следует выучить и тренироваться решать задания на равновесия, уже не подглядывая в нее:
• Обозначения: T – температура, p – давление, с – концентрация, ↑ — повышение, ↓ — понижение

T	↑Т — равновесие смещается в сторону эндотермической реакции
↓Т — равновесие смещается в сторону экзотермической реакции
p	↑p — равновесие смещается в сторону реакции с меньшей суммой коэффициентов перед газообразными веществами
↓p — равновесие смещается в сторону реакции с большей суммой коэффициентов перед газообразными веществами
c	↑c(реагента) – равновесие смещается в сторону прямой реакции (вправо)
↓c(реагента) – равновесие смещается в сторону обратной реакции (влево)
↑c(продукта) – равновесие смещается в сторону обратной реакции (влево)
↓c(продукта) – равновесие смещается в сторону прямой реакции (вправо)
Катализатор	На равновесие не влияет!!!

Источник: https://scienceforyou.ru/teorija-dlja-podgotovki-k-egje/himicheskoe-ravnovesie-smeshhenie-himicheskogo-ravnovesija