химично равновесие

Химическа равновесие е присъщо на обратима реакция и не е типично за необратими химични реакции.

Често при извършване химичен процес, изходните реагенти са напълно прехвърлят в реакционните продукти. Например:

Невъзможно е да се получи метална мед чрез провеждане на реакцията в обратна посока, като Тази реакция е необратима. В такива процеси, реагенти напълно превърнати в продукти, т.е. реакцията протича до край.

Но по-голямата част от химическата реакция е обратима. т.е. вероятно паралелен курс на реакцията в посока напред и назад. С други думи, само реагентите са частично превърнати в реакционни продукти и системата се състои от реагентите и продуктите. Системата в този случай е в състояние на химично равновесие.

В обратими процеси, първо директно взаимодействие има максимална скорост, която постепенно се намалява поради намаленото количество на реагенти. Обратната реакцията, напротив, има първа минимална скорост, което увеличава както продукти се натрупват. В крайна сметка, идва време, когато и двете скорости на реакциите стават равни - системата дума за равновесие. При настъпване на равновесно състояние, концентрациите на компонентите остават непроменени, но химична реакция не се прекратява. по този начин химически равновесие - динамичен (преместване) състояние. За по-голяма яснота, ние представяме следната картина:

Да предположим, че отнема известно обратим химична реакция:

и A + B B = С + г D

След това въз основа на закона за действието на масите, пишем изразите за скорост и да се обърне директно υ1 υ2 реакции:

В състояние на химично равновесие. ускори напред и назад реакции са равни, т.е..:

За всяка обратим процес при предварително определени условия к е постоянна величина. Това е независимо от концентрацията, като една част от едно от веществата, промяна, количествата на другите компоненти са също се променят.

При промяна на условията на потока на химичния процес може да се измести равновесието.

Фактори, влияещи на преминаването на равновесие:

• промяна на концентрациите на реагентите и продуктите,
• промените в налягането,
• промени в температурата,
• въвеждане на катализатор в реакционната среда.

Принципът на Льо Шателие

Всички тези фактори влияят на изместване на химичното равновесие, което е подчинено на принципа на Льо Шателие. промяна на едно от условията, за които системата е в равновесие - концентрация, налягане и температура, - равновесието се измества в посока на реакцията, което антагонизира за тази промяна. Т.е. равновесие запращаща в посока, което води до намаляване на ефекта от въздействието, което доведе до нарушаване на равновесното състояние.

По този начин, ние считаме, отделно ефекта на всеки един от факторите в състояние на равновесие.

Ефект на промените в концентрациите на реагентите или продуктите показва пример на процеса Haber:

Ако системата за равновесие, състояща се от N2 (г). Н2 (д) и NH3 (д). Добавяне, например, азот, равновесието трябва да се премества в посока, която ще помогне за намаляване на количеството на водород в посока на първоначалната си стойност, т.е. в посока на образуване на допълнителни количества амоняк (дясно). Когато това се случи едновременно и намаляване количества водород. Когато се добави към системата за водород, също ще се измести равновесието към образуване на нови количества амоняк (дясно). Докато въвеждането на амоняк в системата на равновесие, по принцип Le Шателие да. ще доведе до равновесие преминаването към процеса, който е благоприятен за получаването на изходни материали (лява страна), т.е. концентрацията на амоняк се намалява чрез разлагане на някои от неговия размер на азот и водород.

Намаляването на концентрацията на компонент ще се измести от равновесното състояние на системата за формиране на този компонент.

Ефект на промяна на налягането има смисъл, ако в процеса на тест участва газообразни компоненти и по този начин е промяна в общия брой молекули. Ако общият брой на молекулите в системата остава постоянна. Промяната на налягането не се отразява баланса си, например:

Ако общото налягане на равновесието на системата се увеличава с намаляване на неговия обем, остатъкът ще се измести в посока на намаляване на обема. Т.е. за намаляване на броя на моловете на газ в системата. Реакцията:

4 moleul газ (1 N2 (д) и 3 Н2 (д)) се получава 2 молекули на газ (2 NH3 (г)), т.е. налягането в системата се намалява. Като следствие, покачването на налягането се подпомогне образуването на допълнително количество амоняк, т.е. равновесието ще се измести в посока на неговото образуване (вдясно).

Ако температурата на системата е константа, общото налягане на промяната на системата няма да доведе до промяна в равновесната константа К.

Промяната на температурата на системата засяга не само преместване на баланс, но и на равновесната константа К. Ако системата на равновесие при постоянно налягане, съобщават допълнителна топлина, остатъкът ще се измести в посока на абсорбцията на топлина. Помислете екзотермична реакция:

Така че, както виждате, директно взаимодействие се осъществява с пускането на топлина, както и обратното - с усвояване. С повишаване на температурата, равновесието на реакцията е изместен към реакционната амоняк разлагане (вляво), като е ендотермична и отслабва външната ефект - повишаване на температурата. Обратно, охлаждане води до изместване на равновесието към амоняк синтез (вдясно), защото Реакцията е екзотермична и противодейства на охлаждането.

Така повишаването на температурата се предпочита промяна химически равновесие към ендотермична реакция и спад на температурата - посока protsessa.Konstanty екзотермична равновесие на екзотермични процеси намалява с повишаване на температурата и ендотермични процеси - увеличен.

Добавянето на катализаторната система води до факта, че скоростта на двете напред и назад реакции се увеличи. Промяна на скоростта на подход към равновесие, но к не се променя.

принцип Le Шателие е приложим за такива реакции, в които компонентите са в различни състояния фаза, т.е. също, хетерогенни реакции. След това ще бъде разнородна равновесие, като например:

В тази реакция, две газ и твърдо вещество са в равновесие един с друг, и "концентрация" на твърдите компоненти остават непроменени. Обикновено "концентрация" на твърди и течни компоненти, включени в стойността на K, което позволява да не ги вземе предвид, когато пишете израза за константата на равновесие:

Този израз ни показва, че без значение колко CaCO3 (TV) и CaO (TV), се съдържа в една система на равновесие, толкова дълго, тъй като той съдържа най-малко една малка част от някоя от тези вещества.