хімічна рівновага

хімічна рівновага

Головна | Про нас | Зворотній зв'язок

Хімічні реакції за ознакою оборотності діляться на необоротні та оборотні. До необоротних реакцій відносяться такі реакції, які протікають до тих пір, поки один з реагентів повністю не витратяться. Ознаками необоротних реакцій, що протікають в розчинах, є: а) випадання осаду, б) утворення газу, в) освіту слабкого електроліту.

Оборотними реакціями називаються такі реакції, які протікають одночасно в двох взаємно протилежних напрямках. Для подібних реакцій замість знака рівності користуються протилежно спрямованими стрілками (↔) .З плином часу швидкість будь-якої реакції, вимірюється по убутним концентрацій вихідних речовин, буде зменшуватися, так як у міру взаємодії речовин їх концентрації зменшуються (швидкість прямої реакції). Якщо реакція є оборотною, то в міру збільшення концентрації продуктів її швидкість буде зростати (швидкість зворотної реакції). Як тільки швидкості прямої і зворотної реакцій стають однаковими, в системі встановлюється хімічна рівновага і подальша зміна концентрацій всіх речовин, що знаходяться в системі, прекращается.Колічественной характеристикою стану рівноваги є константа хімічної рівноваги К, яка визначається відношенням констант швидкостей прямої і зворотної реакцією

У переважній більшості випадків константи швидкостей прямої і зворотної реакцій не рівні. Константа рівноваги - постійна при даній температурі величина і визначає співвідношення між рівноважними концентраціями продуктів реакції і вихідних речовин, зведених в ступені їх стехіометричних коефіцієнтів. Наприклад, для процесу N2 + 3H2 ↔ 2NH3

Квадратної дужкою позначена концентрація кожної речовини в момент рівноваги, так звана рівноважна концентрація.

Константа рівноваги залежить від природи реагуючих речовин і температури. Каталізатор не впливає на стан рівноваги. Присутність каталізатора в системі лише змінює час його досягнення. У стані рівноваги система може перебувати до тих пір, поки не зміниться хоча б одне з зовнішніх впливів: температура, концентрація одного з реагентів, тиск (для газів). Зміни, що відбуваються в рівноважної системі в результаті зовнішніх впливів, визначаються принципом рухомого рівноваги (принцип Ле-Шательє): зовнішній вплив на систему, що знаходиться в стані рівноваги, призводить до зміщення цієї рівноваги в напрямку, при якому ефект виробленого впливу послаблюється. На зміщення рівноваги впливає:

1) зміна температури: ендотермічний процес прискорюється в більшій мірі при підвищенні температури і, навпаки, при зниженні температури прискорюється екзотермічний процес;

2) зміна тиску (для реакцій, що протікають у газовій фазі): при підвищенні тиску рівновагу реакції зміщується в напрямку утворення речовин, що займають менший об'єм, і, навпаки, зниження тиску сприяє процесу, що супроводжується збільшенням обсягу. Якщо реакція протікає без зміни обсягу, то зміна тиску в системі не впливає на хімічне равновесіе.3) зміна концентрації: збільшення концентрації вихідних речовин призводить до збільшення швидкості прямої реакції, при цьому протікає в системі процес завершиться, коли швидкості прямої і зворотної реакцій стануть рівні і встановиться нова рівновага. Зменшення концентрації одного з продуктів реакції (висновок з системи) призводить до зміщення рівноваги в бік його образованія.Крітеріем принципової здійсненності реакцій є нерівність # 916; Gp, T <0. Но это неравенство не является еще полной гарантией фактического течения процесса в данных условиях, не является достаточным для оценки кинетических возможностей реакции. Так, ΔGо298, H2O(г) = - 228,59 кДж/моль, а ΔGо298, AlI3(к) = -313;8 кДж/моль и, следовательно, при Т = 298 К и р = 1,013 • 105 Па возможны реакции, идущие по уравнениям:

Н2 (г) + ½О2 (г) = Н2О (1)

2Аl (к) + 3l2 (к) = 2Аll3 (к) (2)

Однак ці реакції при стандартних умовах йдуть тільки в присутності каталізатора (платини для першої і води для другої). Каталізатор як би знімає кінетичний "гальмо", і тоді виявляється термодинамічна природа речовини, Швидкість хімічних реакцій залежить від багатьох факторів, основні з яких - концентрація (тиск) реагентів, температура і дію каталізатора. Ці ж фактори визначають і досягнення рівноваги в реагує системі.

Схожі статті