Хімічна рівновага — доповідь

Коли швидкості прямої і зворотної реакції рівні виникає хімічна рівновага.

Тобто в оборотних реакціях утворюються рівноважні суміші реагентів і продуктів. Побачимо на прикладі як утворюється хімічна рівновага. Візьмемо реакцію освіти йодоводню:

H2 (г) + I2 (г) <-> 2HI (г)

Ми можемо нагрівати суміш газоподібних водню та йоду або ж уже готовий йодоводню, результат в обох випадках буде один: освіта рівноважної суміші трьох речовин H2, I2, HI.

На самому початку реакції, до освіти йодоводню йде пряма реакція зі швидкістю (Vпр). Висловимо її кінетичним рівнянням V пр = k1 [H2] [I2], де k1 – це константа швидкості прямої реакції. Поступово утворюється продукт HI, який в тих же умовах починає розкладатися на H2 і I2. Рівняння даного процесу виглядає наступним чином: Vобр = k2 [HI] 2, де Vобр – швидкість зворотної реакції, k2 – константа швидкості зворотної реакції. У той момент, коли HI досить для вирівнювання Vпр і Vобр настає хімічну рівновагу. Кількість речовин, що знаходяться в рівновазі, в нашому випадку це H2, I2 і HI не змінюється з часом, але тільки якщо немає зовнішніх впливів. Зі сказаного випливає, що хімічна рівновага динамічно. В нашій реакції йодоводень то утворюється, то витрачається.

Пам’ятайте, зміна умов реакції дозволяє зрушити рівновазі в потрібному напрямку. Якщо ми збільшимо концентрацію йоду або водню, то збільшиться Vпр, відбудеться зсув вправо, більше буде утворюватися йодоводень. Якщо ж ми збільшимо концентрацію йодоводню, збільшиться Vобр, а зрушення буде вліво. Чи можемо отримати більше / менше реагентів і продуктів.

Таким чином, хімічним рівноваги властиво чинити опір зовнішньому впливу. Додавання H2 або I2 в результаті призводить до збільшення їх витрачання та зростанню HI. І навпаки. Цей процес в науці отримав назву принципу Ле-Шательє. Він говорить:

Якщо на систему, яка перебуває в стійкій рівновазі, впливати ззовні (змінюючи температуру, або тиск, або концентрацію), то настане зрушення в напрямку процесу, послабляє це вплив.

Пам’ятайте, каталізатор не в змозі змістити рівновагу. Він може тільки прискорити його наступ.

Посилання на основну публікацію