Влияние pH на скорость реакции.

[Someone&Co]

Статград, вариант ХИ2110503, задание 18.

Из предложенного перечня выберите все реакции, скорость которых возрастает при увеличении pH среды.

Запишите номера выбранных ответов в порядке возрастания.

1) Cl₂+KOH→KCl+KClO+H₂O

2) Be+KOH+H₂O→K₂[Be(OH)₄]+H₂

3) Fe+H₂SO₄→FeSO₄+H₂

4) NO₂+H₂O→HNO₃+HNO₂

5) Cl₂+Ca(OH)₂→CaOCl₂+H₂O

 

Что здесь имеется в виду?

Увеличить pH можно, например, добавив в среду щёлочь, чтобы увеличить концентрацию щёлочи в растворе. Если в первом и втором пунктах увеличить концентрацию KOH, а в пятом — Ca(OH)₂, то скорость реакции увеличится из-за увеличения концентрации реагирующих веществ. Что будет с пятой реакцией, если в раствор добавить не Ca(OH)₂, а KOH? Там же появится конкурирующая реакция.

В третьем пункте добавление щёлочи приведёт к нейтрализации части кислоты, уменьшению её концентрации и, соответственно, к замедлению реакции.

А что будет в четвёртом случае? Добавленная щёлочь будет нейтрализовывать образующиеся кислоты. Это повлияет на обсуждаемую реакцию? Или там будет происходить что-то другое?

[Nemo_78]

23.05.2022 в 13:48, Someone&Co сказал:

Добавленная щёлочь будет нейтрализовывать образующиеся кислоты.

  Именно. 

  Мне думается, что школьные задания не предполагают глубокого погружения в уравнение Нернста и зависимости электродных потенциалов от рН среды... 

   Поэтому попробуем разобрать, что называется, "на пальцах".

 

  Растворимые соли, точнее, гидратированные ионы, на которые они "разваливаются" в растворе, гораздо более термодинамически стабильны, чем кислоты, тем более такие, как нестойкая азотистая, которая и в качестве электролита слабовата. 

  Поэтому, в т.ч., диспропорционирование неметаллов и несолеобразующих оксидов неметаллов в промежуточных степенях окисления в щелочных растворах протекает гораздо легче и зачастую необратимо (по сравнению с водой). 

   Для сравнения:

Если память не изменяет, то в хлорной воде на 100 молекул физически растворëнного в воде хлора только одна взаимодействует с водой химически

Cl₂ + H₂O <=> HCl + HClO

 

  А вот "жавеллевая вода" Бертолле в реакциях хлора со щелочами проходит практически количественно, т.е. необратимо. 

 

   Не лишним фактором, думается, будет и умозрительное заключение, что чрезвычайно стабильная молекула воды в первом случае слева, а в реакциях со щелочами справа. Что (косвенно, разумеется) может быть фактором, указывающим на направление смещения равновесия в растворе.