Хімічна рівновага: визначення
Стан, в якому швидкість зворотної реакції стає рівною швидкості прямої реакції, називається хімічною рівновагою.
Кількісно такий стан характеризується константою рівноваги. Для оборотної реакції можна записати так:
Де у відповідність з законом діючих мас швидкість прямої реакції v1 і зворотного v2 будуть виглядати наступним чином:
V1 = k1[A]m[B]n,
V2 = k2[C]p[D]q.
У момент досягнення хімічної рівноваги швидкість прямої і зворотної реакції стають однаковими:
K1[A]m[B]n= k2[C]p[D]q,
Або
K = k1/k2=([C]p[D]q)/([A]m[B]n),
Де До – константа рівноваги, що показує відношення прямої та зворотної реакцій.
Ті концентрації, які зупиняються при рівновазі, називаються рівноважними концентраціями. Слід пам’ятати, що значення ступенів m, n, p, q дорівнюють стехіометричним коефіцієнтам у рівноважної реакції. Чисельне значення константи рівноваги визначають вихід реакції. При До>>1 вихід продуктів великий, а при До<<1 – дуже малий.
Вихід реакції – відношення кількості одержуваного в дійсності продукту до тієї кількості, яке вийшло б при протіканні цієї реакції до кінця (виражається у відсотках).
Хімічна рівновага не може зберігатися нескінченно довго. Насправді, зміна температури, тиску або концентрації реагентів, можуть змістити рівновагу в ту або іншу сторону.
Зміни, що відбуваються в системі в результаті зовнішніх впливів, визначаються принципом рухомого рівноваги – принципом Ле Шательє:
Зовнішній вплив на систему, що знаходиться в стані рівноваги, приводить до зміщення цієї рівноваги в напрямку, при якому ефект виробленого впливу послаблюється.
Тобто змінюється співвідношення між швидкостей прямої і зворотної реакції.
Принцип застосуємо не тільки хімічним, а й фізичним процесам, такими як плавлення, кипіння і ін.
Зміна концентрації.
При збільшенні концентрації однієї з реагуючих речовин рівновага зміщується в бік витрати цієї речовини.
Fe + S FeS,
При збільшенні концентрації заліза або сірки, рівновага буде зсуватися в бік витрати цього речовини, тобто вправо.
Вплив тиску на хімічну рівновагу.
Враховується тільки в газових фазах!
При збільшенні тиску рівновага зміщується в бік зменшення кількості газоподібних речовин. Якщо реакція протікає без зміни кількості газоподібних речовин, то тиск на рівновагу ніяк не впливає.
N2 (г) + 3H2 (г) 2NH3(р),
Зліва 4 моль газоподібних реагентів, праворуч – 2, тому при збільшенні тиску рівновага буде зміщатися вправо.
N2(г)+O2(г) = 2NO(г),
Зліва 2 міль газоподібних речовин і справа, тому тиск не впливає на рівновагу.
Вплив температури на хімічну рівновагу.
При зміні температури змінюється як і пряма, так і зворотна реакція, але в різній мірі.
При підвищенні температури рівновага зміщується в бік ендотермічної реакції.
N2 (г) + 3H2 (г) 2NH3(г) +Q,
Ця реакція протікає з виділення теплоти (екзотермічна), тому підвищення температури буде зміщати рівновагу в бік вихідних продуктів (зворотна реакція).
(2 votes, average: 2.50 out of 5)