График RICE - Википедия - RICE chart

А Диаграмма RICE или же Ящик для риса или же Стол ICE представляет собой табличную систему отслеживания изменений концентраций в равновесная реакция. РИС означает реакция, начальная, изменение, равновесие. Он используется в химии для отслеживания изменений в количество вещества реагентов, а также организовать набор условий, которые нужно решить.^[1]

Пример

Чтобы проиллюстрировать процессы, рассмотрим случай растворения слабая кислота, HA, в воде. PH можно рассчитать с помощью диаграммы RICE. Обратите внимание, что в этом примере мы предполагаем, что кислота не очень слабая и что концентрация не очень разбавленная, так что концентрация [OH⁻] ионами можно пренебречь. Это эквивалентно предположению, что конечный pH будет ниже примерно 6. Видеть Расчеты pH Больше подробностей.

Сначала запишите выражение равновесия. Обычно это обозначается буквой «R».

${ displaystyle { ce {HA <=> {A ^ {-}} + {H +}}}}$

Столбцы таблицы соответствуют трем видам в равновесии.

Первая строка, обозначенная I, содержит начальные условия: номинальная концентрация кислоты C_а и он изначально недиссоциирован, поэтому концентрации A⁻ и H⁺ равны нулю.

Вторая строка, обозначенная буквой C, указывает изменение, происходящее во время реакции. Когда кислота диссоциирует, ее концентрация изменяется на величину ${ displaystyle -x}$, а концентрации A⁻ и H⁺ оба меняются на сумму ${ displaystyle + x}$. Это следует из рассмотрения баланс массы (общее количество каждого атома / молекулы должно оставаться неизменным) и баланс заряда (сумма электрических зарядов до и после реакции должна быть равна нулю).

Обратите внимание, что коэффициенты перед «x» коррелируют с мольными отношениями реагентов к продукту. Например, если в уравнении реакции было 2 H⁺ ионов в продукте, то "изменение" для этой ячейки будет "2x"

Третья строка, обозначенная E, представляет собой сумму первых двух строк и показывает конечные концентрации каждого вида в равновесии.

Из таблицы видно, что в состоянии равновесия [H⁺] = х.

Найти Икс, то константа диссоциации кислоты (это константа равновесия для кислотно-щелочного диссоциация ) необходимо указать.

${ displaystyle K_ {a} = { frac {{ ce {[H ^ +] [A ^ -]}}} {{ ce {[HA]}}}}}$

Замените концентрации значениями из последней строки таблицы ICE.

${ displaystyle K_ {a} = { frac {x ^ {2}} {C_ {a} -x}}}$

${ displaystyle x ^ {2} + K_ {a} x-K_ {a} C_ {a} = 0}$

С конкретными значениями для C_а и K_а это квадратное уровненеие можно решить относительно x. Предполагая^[2] что pH = -log₁₀[ЧАС⁺] pH можно рассчитать как pH = -log₁₀Икс.

Если степень диссоциации довольно мала, C_а ≫ x и выражение упрощается до

${ displaystyle K_ {a} = { frac {x ^ {2}} {C_ {a}}}}$

и pH = 1/2 (pK_а - журнал C_а). Это приближенное выражение подходит для pK_а значения больше чем примерно 2 и концентрации достаточно высокие.

Рекомендации