Рассчитать Константу равновесия по уравнению Фуосса -Эйгена

[Акулина]

Используя уравнение Фуосса — Эйгена, рассчитайте значение Kравн. следующей реакции, если расстояние максимального сближения равно 2 Å.

[Ni(H2O)6]²⁺+NH3⇄{[Ni(H2O)6Y]²⁺}

Ответ представьте в виде a⋅10^b⋅м³/моль. В ответе приведите значения a и b с точностью до целых.

_______________________________________________________________________________________________________________________

В теоретической части есть выкладки:

Kравн.. можно оценить по уравнению Фуосса — Эйгена:

Kравн.=4/3πa³N_Ae^−V/RT

 

где a — это расстояние максимального сближения комплекса и входящей группы, V — потенциальная энергия кулоновского взаимодействия ионов для данного расстояния. Последняя может быть рассчитана как 

                                                                                           V=z₁z₂e²/4πϵa

Где-то бы посмотреть ходя бы подход к уравнению Фуосса-Эйгена. МГУ-шный учебник посмотрела. в интернете не нашла

[Solovey]

Ну у Вас же всё есть. z₁z_{2 - заряды они у Вас по 2. е=2,71, основание натурального логарифма,}  ϵ диэлектрическая проницаемость, берите для воды 81,  N_A число Авогадро 6,02*10^23. Только за размерностью следите. Расстояние надо перевести из ангстремов в метры.

 

[Акулина]

В 05.03.2024 в 14:37, Solovey сказал:

Ну у Вас же всё есть. z₁z_{2 - заряды они у Вас по 2. е=2,71, основание натурального логарифма,}  ϵ диэлектрическая проницаемость, берите для воды 81,  N_A число Авогадро 6,02*10^23. Только за размерностью следите. Расстояние надо перевести из ангстремов в метры.

 

Спасибо. По поводу е  - тут может быть элементарный заряд электрона. 

[Solovey]

05.03.2024 в 12:43, Акулина сказал:

Спасибо. По поводу е  - тут может быть элементарный заряд электрона.

Да, по видимому Вы правы.

[Акулина]

• N_A – число Авогадро, 6,022 140 76⋅10²³ моль^-1;
• A – константа Маделунга (геометрический коэффициент), значение связано со структурным типом кристалла (для NaCl – 1,74756);
• z⁺ – численный заряд катиона;
• z⁻ – численный заряд аниона;
• e – элементарный заряд (заряд электрона), 1,602 176 6208(98)⋅10⁻¹⁹ Кл;
• ε₀ – электрическая постоянная, 8,8541878128(13)· 10⁻¹² м⁻³·кг⁻¹·с⁴·А², или Ф·м⁻¹;
• r₀ – кратчайшее межъядерное расстояние между катионом и анионом в кристалле;
• n – величина, характеризующая силы отталкивания, обычно в пределах от 5 до 12, определяется экспериментально измерением сжимаемости ионного кристалла (для NaCl n = 7,5)
• (взяла тут [[https://ru.wikipedia.org/wiki/Цикл_Борна_—_Габера]]

[Solovey]

05.03.2024 в 12:51, Акулина сказал:

A – константа Маделунга (геометрический коэффициент), значение связано со структурным типом кристалла (для NaCl – 1,74756);

Это где у Вас в уравнениях?

05.03.2024 в 12:51, Акулина сказал:

r₀ – кратчайшее межъядерное расстояние между катионом и анионом в кристалле;

У Вас раствор насколько я понимаю. И расстояние дано в условиях

05.03.2024 в 12:51, Акулина сказал:

ε₀ – электрическая постоянная, 8,8541878128(13)· 10⁻¹² м⁻³·кг⁻¹·с⁴·А², или Ф·м⁻¹;

нулевое да, но у Вас же не оно. Скорее всего там имеется в виду именно относительная проницаемость, а раствор водный, значит можно принять 81. Хотя в таких случаях обычно используется ε*ε₀

[Акулина]

В 05.03.2024 в 14:59, Solovey сказал:

нулевое да, но у Вас же не оно. Скорее всего там имеется в виду именно относительная проницаемость, а раствор водный, значит можно принять 81. Хотя в таких случаях обычно используется ε*ε₀

ну, это не проблема) Сириус разрешает хоть сколько раз отвечать - я бы проверила оба.))

А вот с  Z₁Z₂  (  произведением зарядов)   Катион - понятно (вроде) +2 , а аммиак? 

 

 

[Solovey]

Ну аммиак в водном растворе даст NH₄⁺

[Акулина]

В 05.03.2024 в 16:38, Solovey сказал:

Ну аммиак в водном растворе даст NH₄⁺

Да, это хороший вариант. Спасибо. 

[Акулина]

Так... второй заряд-таки 0 (ноль), значит, e⁰

 

 

Kравн.=4|3πa³NAe^−V/RT

 

Kравн.=3,14*4/3* (2*10^-10)³*6,022*10²³= 2*10^-5

 

^{И этот ответ - верный!}