Chemistry Labs

Bài 3

Hai tâm liên kết — cạnh tranh hay hợp tác? Phân tử chủ H có hai tâm liên kết aa và bb với ái lực khác nhau với phân tử khách G: H+G⇌HGa\ce{H + G <=> HGa} (KaK_a) và H+G⇌HGb\ce{H + G <=> HGb} (KbK_b). Việc gắn một G có thể làm thay đổi ái lực của tâm còn lại, được mô tả bằng hệ số tương tác β\beta: bước liên kết thứ hai HGa+G⇌HGX2\ce{HGa + G <=> HG2} (G gắn vào tâm bb) có hằng số cân bằng βKb\beta K_b (HG2 là phức gắn đôi). (a) Xác định khoảng giá trị của β\beta ứng với hợp tác, cạnh tranh và độc lập. (b) Tìm hằng số cân bằng của HGb+G⇌HGX2\ce{HGb + G <=> HG2} theo KaK_a, KbK_b, β\beta. (c) Dung dịch được pha với [H]0=1[\ce{H}]_0 = 1 và [G]0=2[\ce{G}]_0 = 2 mol dm−3^{-3}. Ở cân bằng, [H][\ce{H}] giảm 10 lần và [G][\ce{G}] giảm 4 lần. Cho Kb=2KaK_b = 2K_a, xác định nồng độ các cấu tử còn lại và các giá trị KaK_a, β\beta. (d) Hòa 1 mol H và một lượng G thành 1 dm3^3 dung dịch sao cho [HGX2]=[HGa]+[HGb][\ce{HG2}] = [\ce{HGa}] + [\ce{HGb}]. Với KaK_a, KbK_b, β\beta ở phần (c), tìm lượng G ban đầu.
Bước 3/5: Giải các cân bằng vật chất
← TrướcTiếp →
[HGb]=2[HGa];  0.1+3[HGa]+[HGX2]=1;  0.5+3[HGa]+2[HGX2]=2⇒[HGa]=0.1,  [HGb]=0.2,  [HGX2]=0.6[\ce{HGb}] = 2[\ce{HGa}];\; 0.1 + 3[\ce{HGa}] + [\ce{HG2}] = 1;\; 0.5 + 3[\ce{HGa}] + 2[\ce{HG2}] = 2 \Rightarrow [\ce{HGa}] = 0.1,\; [\ce{HGb}] = 0.2,\; [\ce{HG2}] = 0.6
Phân tích

Vì Kb=2KaK_b = 2K_a, [HGb]=2[HGa][\ce{HGb}] = 2[\ce{HGa}] khi [H][\ce{H}], [G][\ce{G}] giống nhau. Với [H]=0.1[\ce{H}] = 0.1 và [G]=0.5[\ce{G}] = 0.5, cân bằng H và G cho hai phương trình tuyến tính với nghiệm [HGa]=0.1[\ce{HGa}] = 0.1, [HGb]=0.2[\ce{HGb}] = 0.2, [HGX2]=0.6[\ce{HG2}] = 0.6 mol dm−3^{-3}.