График RICE - RICE chart

Таблица ICE или РИС окно или РИС диаграмма является табличной системой отслеживания изменяющихся концентраций в равновесной реакции . ICE означает начальное, изменение, равновесие . Он используется в химии для отслеживания изменений количества вещества в реагентах, а также для организации набора условий, которые нужно решить. Некоторые источники относятся к РИС таблицы (или полю или диаграмме) , где R добавляется обозначает реакцию , к которому относится таблица.

Пример

Чтобы проиллюстрировать процессы, рассмотрим случай растворения слабой кислоты , HA, в воде. Значение pH можно рассчитать с помощью таблицы ICE. Обратите внимание, что в этом примере мы предполагаем, что кислота не очень слабая и что концентрация не очень разбавленная, так что концентрацией ионов [OH - ] можно пренебречь. Это эквивалентно предположению, что конечный pH будет ниже примерно 6. См. Более подробную информацию в разделе « Расчеты pH» .

Сначала запишите выражение равновесия.

Столбцы таблицы соответствуют трем видам в равновесии.
(Р) [HA] [A - ] [H + ]
я C а 0 0
C - х + х + х
E С а - х Икс Икс

Первая строка показывает реакцию, которую некоторые авторы обозначают буквой R, а некоторые оставляют пустой.

Во второй строке, обозначенной I, указаны начальные условия: номинальная концентрация кислоты C a, и она изначально недиссоциирована, поэтому концентрации A - и H + равны нулю.

Третья строка, обозначенная буквой C, указывает изменение, происходящее во время реакции. Когда кислота диссоциирует, ее концентрация изменяется на величину , а концентрации A - и H + изменяются на величину . Это следует из учета баланса массы (общее количество каждого атома / молекулы должно оставаться неизменным) и баланса 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 уравнение реакции содержит 2 иона H + в продукте, то «изменение» для этой ячейки будет «2 x ».

Четвертая 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 + ] = x .

Чтобы найти x , необходимо указать константу кислотной диссоциации (то есть константу равновесия кислотно-щелочной диссоциации ).

Замените концентрации значениями из последней строки таблицы ICE.

При определенных значениях C a и K a это квадратное уравнение может быть решено относительно x . Предполагая, что pH = -log 10 [H + ], pH можно рассчитать как pH = -log 10 x .

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

и pH = 1/2(p K a - журнал C a ). Это приблизительное выражение подходит для значений p K a больше, чем примерно 2, и для достаточно высоких концентраций.

использованная литература

  1. ^ Петруччи, Ральф Х .; Харвуд, Уильям S .; Херринг, Ф. Джеффри (2002). Общая химия (8-е изд.). Прентис Холл. С. 648–653. ISBN 0-13-014329-4. Мы представим табличную систему для отслеживания изменяющихся концентраций реагентов и продуктов, которую некоторые называют таблицей ICE.
  2. ^ «Таблицы RICE (таблицы ICE) и Учебное пособие по расчетам констант равновесия» . AUS-e-TUTE: Преподавание и учебные ресурсы по химии . AUS-e-tute (Австралия) . Проверено 9 апреля 2021 года . Таблицы RICE также известны как таблицы ICE, блоки ICE, блоки RICE, диаграммы ICE или диаграммы RICE.
  3. ^ Строго говоря, pH равен −log 10 {H + }, где {H + } - активность иона водорода. В разбавленном растворе концентрация практически равна активности