for what value of a is the following equation true? lim xl` s x 1 a x 2 a d x e
for what value of a is the following equation true lim xl` | studysoup
 review for chemistry 121 b professor: dr. thomas holovics southern illinois university­edwardsville chapters 14 &15 test date: march 3, 2016 referencing back to the blue lecture notes book chapter 14    chemical equilibrium key terms, vocab, equations  what does “equilibrium constant” mean? o when the amount of the products are relatively the same as the amount of  reactants  what is the definition of “dynamic equilibrium”? o when the rates of the forward and revers reactions are equal.  what is the formula for equilibrium constant, kc? o kc=[c]^c[d]^d/[a]^a[b]^b  where c & d are the products and a&b are the reactants  so, concentration of products or the concentration of the reactants  how do we know if the products are favored or if the reactants are favored? o if k is larger than 1, then the products are favored. if k is smaller than 1, then the  reactants are favored.  there is an example of a problem finding if the reactants or products are  favored in the lecture note book page 138  when referring to a reverse reaction, what does k’ (k prime) stand for? o it is the reciprocal of k  there is an example problem of this on page 140 and 141  equilibrium constant o if you add the given equation, you get the desired equation. o if you multiply the given k values, you get the equilibrium constant for the  overall reaction.  what is the formula for partial pressure equilibrium constant? o kp= (pg)^p(ph)^h/(pa)^a(pb)^b 
  partial pressure of the products over the partial pressure of the reactants  how is kp related to kc? o kp=kc(rt)^δn  t is temperature in kelvin  r=.08206  δn is the difference in the number of moles of reactants and the moles of  products  kp=kc when δn=0  partial pressure is always in atm o there are example problems for this on page 145  kc does not work for solids or liquids because their concentrations do not change. o the amount of solid and liquids may change but the concentrations do not.  what is the most direct way to find equilibrium constant? o to measure the amounts of reactants and products at equilibrium   equilibrium constant is independent of the initial amount of reactants or products.  for nonequilibrium conditions, instead of using kc or kp, you use? o qc or qp  what is the qc or qp used for? o for prediction the direction of the net change of the reaction.  to do this, compare the magnitude of qc to kc  qc vs. kc no products/ reactants k>>q products formed shifts right k is much larger than q products/ reactants k>q products formed shifts right k is larger than q products/reactants k= q no products or  does not shift k and q are at  reactants formed equilibrium products/reactants k<q reactants formed shifts left k is smaller than q products/ no reactants k<<q reactants formed  shifts left k is much smaller  than q  use an ice table to work these types of problems o ice stands for initial change equilibrium  o examples of these types of problems on pages 151,152,153,154, 157,158  if when doing an ice and you encounter a binomial term, you can compare the constant  to the value obtained for x. this is called “neglect x” 
  so, instead of doing (ex) x^2/(5­x)=20, do instead x^2/5=20 o this only works if (dropped x term/ constant of  binomial)>.05  example on page 158  le châterlier’s principle helps us predict the effects from various changes in equilibrium conditions o meaning, if the equilibrium is disturbed, then the position of equilibrium will shift as to minimize the disturbance.  o example: you have two countries right next to each other, a and b. a and b are  at equilibrium. but then some people from a move over to b, making it have  more people. now the equilibrium is messed up and b is a bit crowded. so, to fix  this, some people from b move to a, making then equal again. o equilibrium shifts away from the side with added stuff. or equilibrium shifts  towards the side with removed stuff.  there is an illustrated example of this on page 161  does adding a gas reactants increases the partial pressure causing the equilibrium to shift to what side? o right  increasing the partial pressure increases the concentration but it does not  increase the partial pressure of other gases in the mix  does adding or removing pure solids or liquids affects the equilibrium? o no, they do not.  when the external pressure is increased equilibrium shifts which direction? o in the direction producing the smaller number of gas moles  when the external pressure is decreased equilibrium shifts which direction? o in the direction producing the larger number of gas moles  if there is no change in the number of gas mole what effect does the change in external  pressure have? o it has no effect.  \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ the temperature of an equilibrium mixture shifts the equilibrium in the  direction of the endothermic reaction. o raising  lowering the temperature of an equilibrium mixture shifts the equilibrium in the  direction of the \_\_\_\_\_\_\_\_\_reaction. o exothermic  consider heat as though it is a product of the endothermic reaction and a reactant of the  exothermic reaction  
 o this is a really nice summary diagram for this on page 165  and an example equation  remember: adding a catalyst will lower the activation energy of both the forward and  revers reaction but it does not affect the equilibrium state. a standard example table of disturbing equilibrium  adding more  shift to the right shift to the left no change product removing some  shift to the right shift to the left no change reactant increase in  shift to the right shift to the left no change temperature decrease in  shift to the right shift to the left no change pressure adding a catalyst shift to the right shift to the left no change le châterlier’s summary change effect concentration increase in [reactant] or decrease in [product]  favors forward reaction  partial pressure increase in [product] or decrease in [reactant]  favors revers reaction temperature increase in temp. favors endothermic reaction decrease in temp. favors exothermic reaction pressure increase in pressure favors side with less gas  moles decrease in pressure favors side with more gas  moles volume increase in volume favors side with less gas  moles decrease in volume favors side with more gas  moles catalyst added equilibrium reached faster.  make sure to do the self­tests on pages 143, 155, and 167 
 chapter 15   acids and bases  fun fact: mild heartburn can be cured by neutralizing the acid in ones esophagus.  acids o taste sour o can dissolve many metals o neutralizes bases  o change blue litmus to red o some common acids  sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, acetic acid, citric acid,  carbonic acid  bases o bitter taste o feels slippery o turns red litmus paper blue o neutralizes acids o common bases  sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium bicarbonate, ammonia, sodium carbonate  arrhenius theory definition of acids and bases svante arrhenius  o bases off of h+ and oh­  h+ is for acid and oh­ is for bases (1859­1927)  brønsted­lowery definition o based in reactions win which h+ is transferred  lewis definition o based on the reaction in which lone pairs are transferred  arrhenius acids and bases o arrhenius acid is a compound that ionizes in h2o to form a solution of  \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_? h+/h3o+ ions and anions o arrhenius base is a compound that ionizes in h2o to forma solution of  \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_?  oh­ and cations  just to be clear, what is the definition of neutralizing? o it is the process of an acid reacting with a base to form h2o and an ionic salt.  and what is an ionic salt? o it is the combination of the cation from the base and the anion from the acid  what are some problems regarding the arrhenius theory? 
 o it does not explain why some molecular substances dissolve to form basic  solutions even though they do not contain oh­ ions  o it does not explain why some molecular substance dissolves to form acidic  solutions even though they do not contain h+ ions. o it does not explain acid­base reactions that take place outside of (aq) solutions.  brønsted­lowery acids and bases o a brønsted­lowery acid is a \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_.  proton donor johannes n. bronsted  o a brønsted­lowery base is a \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_.  proton acceptor (1879­1947) o what is a conjugate base?  it is an acid minus the proton it donated. o what is a conjugate acid?  it is a base plus the accepted proton o the base accepts the proton and becomes a conjugate acid. o the acid donates the proton and becomes a conjugate base.  there is a picture to show you the reaction on page 174  lewis acids and bases o a lewis acids­­­ electron pair acceptor o a lewis base­­­ electron pair donor o the base donates the lp electrons to the acid. gilbert newton lewis (1875­1946)  normally, a covalent bond forms  the product formed is called an \_\_\_\_\_\_? in organic chem, lewis acids are   an adduct o arrhenius and brosted­lowery are also lewis called electrophiles and lewis  reactions. bases are called nucleophiles  there is a very nice diagram that visually explains this on page 176 how to identify acids binary acids general formula: hx examples: hf,hcl,hbr,hi, h2s, h2te complex acids general formula: hx(poly) examples: hno2, h2so4,  oxoacids (h,o, and 1  hcn, h2co3, h3po4,  other) hobr, hclo2, hno3 organic acids gen formula: r­cooh examples: hcooh,  ch3cooh,c2h5cooh, c6h5cooh lewis acids gen. formula: m+ examples: fe+3, hg+2,  
 incomplete octets/open  cr+2, h+ bf3,aih2 orbitals ions as acids positive ions can be acidic  examples: nh4+,  some anions of complex  c5nnh+, honh3+,  acids hso4­1, hco3­1, hpo4­2 how to identify bases metal hydroxide gen. formula: moh examples: naoh, lioh,  koh, ca(oh)2, mg(oh)2 amines gen. formula: amines examples: nh3, ch3nh2,  c5h5n, (ch3)3n, honh2,  (ch3)2 nh lewis bases has a lone pair that can easilyexamples: (nh3), cn­, h2o be donated  ions as bases negative ions can be basic examples: co3­2, clo2­,  hs­, cn­, po4­3, ch3o­,  no2­, ch3coo0, f­  what is the name for the substance that can act as either an acid or a base? o an amphoteric substance  they can do this because they have both a transferable h and an atom with lone pair electrons.  what is the most common amphoteric substance? o that’s right, water. good ol’ h2o  a strong acid or strong base are strong electrolytes o basically 100% acid molecules ionize and all base molecules form oh­ ions.   a weak acid or a weak base are weak electrolytes.   strong acids o hydrochloric acid (hcl) o hydrobromic acid (hbr) o hydriodic acid (hi) o nitric acid (hno3) o perchloric acid (hclo4) o sulfuric acid (h2so4)  all other acids are weak  measure an acid or base’s strength by using the equilibrium constant. 
  the stronger the acid is at donating h, the weaker the conjugate base is at accepting h.  higher oxidation number= stronger oxyacid  cation is stronger that neutral molecules which are stronger than anions o h3o+>h2o>oh­  base strength trend is the opposite  binary acids o strength increase to the right across the period and down the column  so, iodine (i) is the best   oxyacid, h­o­y o the more electronegative y, the stronger the acid o acidity increases to the right and up a group o the larger the oxidation number of the central atom, the stronger the oxyacid o the more oxygens attached to the y, the stronger the oxyacid  carboxylic acids o r­cooh o the more electronegative the r group, the stronger the acid  page 185­186 has a huge list of acids and bases. it’s worth checking out  acid strength is measured by the equilibrium constant  o larger ka= stronger acid  ka= [h3o+][a­]/ [ha]= [h+][a­]/[ha]  neutral solutions have \_\_\_\_\_\_\_[h3o+] and [oh­]  equal  acidic solutions have \_\_\_\_\_\_\_\_[h3o+] than [oh­]  larger  basic solutions have\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_[ oh­] than [h3o+]  larger  ph is used to express acidity or basicity  o ph= ­log[h3o+] o waters ph is –log[10^­7]=7 o [h3o+]= 10^­ph  ph<7 is acid, 7 is neutral, ph >7 is basic o there is an example to find ph on page 191  another way to express acidity/basicity is using poh o poh= ­ log[oh­] o [oh­]= 10^­poh o you need to know the [oh­] to find poh o ph+ poh=14.0  another way is pk o pka= ­ log(ka), ka= 10^­pka o pkb= ­log(kb), kb= 10^­pkb o smaller pka= stronger acid o larger ka= smaller pka 
  why? because it has a neg. log o smaller pkb= stronger the base o larger kb+ smaller pkb  finding the ph for strong o for monoprotic strong acids [h3o+]=[hacid] o for strong ionic bases [oh­]= (number oh­ ions)*[base] o there are examples showing the work for these types of problems on page 195  finding ph for weak o hacid+h2o           acid­ +h3o+ o use the ice table o you can use neglect x o there are tons of examples on pages 196, 197, and 198.  acid ionization o another way to measure acid strength. o to do this determine the percentage of acid molecules ionized when dissolved in  water  called percent ionization o the higher the percent ionization, the stronger the acid o percent ionization= ((molarity of ionized acid)/(initial molarity of acid))*100%  example page 199  a monoprotic acid  has one single ionizable h atom per molecule  a polyprotic acid has more than one ionizable h atom  ions as acids and bases o salts of strong acids and strong bases form \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ solutions  neutral  o salts of weak acids and strong acids form \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ solutions  basic o salts of strong acids and weak bases form\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ solutions  acidic o salts of weak acids and weak basics can form solutions that are acidic or basic or  neutral  it depends on the relative strength of the cations and anions o there are examples on page 202 don’t forget to do the selftests on pages 187 and 207 also, maybe review the oxidation rules if you are rusty with those  and what bases are strong or weak 
 good luck on the test!!! i believe in you!!!