Kémiai egyensúlyok 1

Reverzibilis és irreverzibilis reakciók.

Eddig úgy a kémiai reakciók, ami arra utal, hogy mennek a végén, bár ez nem mindig van így.

Más szóval, a kiindulási anyagok nem mindig teljesen átalakítható reakció termékeket. Ez azért van, mert a felhalmozódása reakciótermékek hozható létre az áramlási feltételek a reverzibilis reakció az ellenkező irányba.

Például, ha a keverék hidrogén-jódgőzzel hőmérsékleten 200 ° C, a reakció

Azonban ismert, hogy a hidrogén-jodid is, amikor melegítés közben 180 ° C-bomlani kezd, hogy a hidrogén és jód

Nyilvánvaló, hogy ilyen körülmények között nem fordulnak elő vagy teljes HI bomlási szerinti reakció (5,15), mivel a reakció termékek ismét egymással reagálnak, sem a teljes kialakulását hidrogén-jodid reakció (5.14).

Kémiai reakciók, melyek az azonos feltételek mehet ellentétes irányban nevezzük reverzibilis.

Írásban az egyenleteket reverzibilis reakciókat helyett az egyenlőségjel hogy két szemben lévő nyilak. Egyenletben reverzibilis reakciót fent tárgyalt felírható a következőképpen:

A reakció folyik balról jobbra vannak úgynevezett közvetlen (előre reakció állandó, jobbról balra - inverz (kölcsönös reakció állandó).

A reverzibilis reakciókat, az előre reakció sebességét kezdetben van egy maximális értéket, majd csökken csökkenése miatt a koncentrációja a kiindulási anyagok, fordított kialakulását reakciótermékek. Ezzel szemben, a fordított reakciót a kezdeti ponton van egy minimális sebességet, ami növeli az a koncentrációja, reakciótermékek.

Következésképpen, az előre reakciósebesség csökken, és a fordított - növekszik. Végül eljön a pillanat, amikor a vonal sebessége és a fordított reakció egyenlő.

Állapot, amelyben a fordított reakció sebessége egyenlővé válik a sebességet a közvetlen reakció, az úgynevezett kémiai egyensúly.

Kémiai egyensúlyok reverzibilis folyamatok mennyiségileg jellemző egyensúlyi állandó. Így reverzibilis reakció, amely általában véve felírható

a törvény szerint a tömeghatás (lásd. fent) a sebesség az előre reakció és a hátrameneti, illetőleg felírható a következőképpen

Abban a pillanatban elérésének állapotának kémiai egyensúly sebesség előre és visszafelé reakciók egyenlő legyen, azaz,

ahol K - egyensúlyi állandó, amely az arány a sebességi állandók a forward és reverz reakciókat.

A jobb oldali egyenlet (5.17) olyan koncentrációját a reagensek, amelyek székhelye egyensúlyi - az egyensúlyi koncentrációt.

Egyenlet (5.17) egy matematikai kifejezés a tömeghatás törvénye a kémiai egyensúly.

Ez a törvény az egyik legfontosabb a kémia. Alapján a kinetikus egyenlet bármilyen kémiai reakció közvetlenül írhatóak formájában kapcsolatban (5.17) közötti egyensúlyi koncentrációja a reagensek és reakciótermékek.

Ha meghatározzuk a K konstans kísérletileg mérésével egyensúlyi koncentrációinak összes anyag egy adott hőmérsékleten, a kapott értéket lehet használni a számítások az egyéb esetek egyensúlyi ugyanazon a hőmérsékleten.

A számértéke egyensúlyi állandó tendencia, hogy jellemezze a reakcióban, vagy, más szóval, a kimeneti jellemző a reakció. Ily módon, amikor az R 1 reakció hozama nagy, mivel ebben az esetben

Magától értetődik, hogy kicsi, ha a reakció hozamát.

Az elmozdulás a kémiai egyensúly.

Kémiai egyensúlyi állandó külső feltételek lehet tartani a végtelenségig. Tény, hogy a valós rendszer jellegzetesen tapasztalni különböző hatások (hőmérséklet-változások, nyomás vagy a reagáló anyagok koncentrációja) kivezető a rendszer egyensúlya. Amint a rendszer zavart egyensúly, sebesség előre és hátra nem egyenlőek, és a folyamat során előnyösen zajlik rendszer, ami neki, hogy egyensúlyi állapotban, de már megfelel az új körülmények között. A bekövetkező változások a rendszer eredményeként külső hatások, az elveket dinamikus egyensúly - elvének Le Shatele.

Külső hatással a rendszer egyensúlyban, ez vezet a eltolódása egyensúly az irányban, amelyben a hatás által termelt hatása van gyengítve.

Így a külső hatással a rendszer megváltoztatja az előre- és hátrameneti sebesség a folyamat, előnyben az egyik, hogy ellenáll a külső hatásoknak.

Le Chatelier-elv univerzális, adott esetben nem csak tisztán kémiai folyamatok, hanem a kémiai és fizikai jelenségek, így például kristályosítással, hígító, forrásban lévő, fázisátalakulások a szilárd anyagok.

Tekintsük alkalmazása Chatelier elve a különböző expozíciót.

Koncentrációt. Koncentrációjának növelése az egyik reakciópartnerek előzetes növekedéséhez vezet a molekulák száma az anyag. Mivel az ütközések számát magában foglaló ezen molekulák növekszik, a reakció amelyért reagensek felgyorsult. Ez fokozott koncentrációi a reagenseket az ellenkező reakció, stb Ennek eredményeként, az megváltoztatja a koncentrációja az összes érintett anyagok a kémiai reakció.

Ebből arra lehet következtetni, hogy koncentrációjának növelése az egyik reagáló anyagok eltolódik az egyensúly az áramlását az anyag, csökkenő koncentrációival, eltolódik az egyensúly kialakulását etogoveschestva.

Nyomás. A nyomás hatása nagyon hasonló a hatása változó koncentrációjú reagenseket, de ez érinti lényegében csak a gáz rendszerek. Valóban, a magasabb nyomás növeli a molekulák száma egységnyi térfogatban a gázrendszer. Direkt vagy fordított reakció, amelyben nagyszámú gáznemű áramlások, a nagyobb sebességet. Ennek eredményeképpen, ez a reakció termel több molekula az anyagok, amelyek részt vesznek a fordított reakcióban. Lesz változás a fordított reakció, és a végén elérte az új egyensúlyt. Megfogalmazzuk a közös álláspontot a nyomás hatása kémiai egyensúly.

A nyomás nő egyensúlyi eltolódik csökkenti a molekulák száma a gáznemű anyagok, azaz a a lefelé irányuló nyomást; ha a nyomás egyensúly eltolódik az irányba számának növelése molekulák gáz halmazállapotú anyagok, azaz a irányába növekvő nyomás. Ha a reakció végbemegy, anélkül, hogy bármilyen változás a molekulák számát a gáznemű anyagok, a nyomás nem befolyásolja a egyensúlyi helyzetben a rendszerben.

Hőmérsékletet. A hőmérséklet növelése növeli a mozgási energiát az összes molekulák a reakcióban részt vevő. De molekulák reagálnak, amelynél energia elnyelődik (endoterm reakció) elkezd kölcsönhatásba egymással gyorsabb.

Ahogy a hőmérséklet emelkedik, az egyensúly eltolódik az endoterm reakció, a hőmérsékletet csökkentjük, - az oldalán az exoterm reakció.