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:

 

Хімічна рівновага

 

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 U+21C4.svg 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) U+21C4.svg2NH3(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) U+21C4.svg 2NH3(г) +Q,

 

Ця реакція протікає з виділення теплоти (екзотермічна), тому підвищення температури буде зміщати рівновагу в бік вихідних продуктів (зворотна реакція).

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Їдкий калій