Kemisk ligevægt - grundlaget for reversible kemiske reaktioner

Ifølge en af ​​de klassifikationer, der anvendes til at beskrive kemiske processer, er der to typer modsatte reaktioner - reversibel og

irreversibel.Reversibel reaktion når ikke enden, dvs. Ingen af ​​de stoffer, der er indtastet, forbruges fuldstændigt og ændrer ikke koncentrationen. En sådan proces slutter med etablering af en balance eller kemisk ligevægt, som betegnes af ⇌. Men de direkte og omvendte reaktioner fortsætter og fortsætter uden at stoppe, derfor hedder ligevægten dynamisk eller mobil. Den efterfølgende kemiske ligevægt indikerer, at en direkte reaktion forekommer i samme hastighed (V1) som den inverse (V2), V1 = V2. Hvis trykket og temperaturen er konstant, kan ligevægten i dette system vare på ubestemt tid.

Количественно химическое равновесие описывается ligevægtskonstant, som er lig med forholdet mellem konstanterne for de direkte (K1) og inverse (K2) reaktioner. Du kan beregne det ved hjælp af formlen: K = K1 / K2. Ligevægtskonstantværdierne vil afhænge af sammensætningen af ​​reaktanterne og temperaturen.
Skiftet i kemisk ligevægt forekommer afLe Chateliers princip, som lyder som dette: "Hvis et system, der er i ligevægt, påvirkes af eksterne faktorer, er ligevægten forstyrret og forskydet i retning modsat denne ændring."

Overvej kemisk ligevægt og betingelser for dens forskydning under anvendelse af eksemplet på dannelsen af ​​et ammoniakmolekyle: N2 + 3H2 2NH3 + Q.

I betragtning af ligningen af ​​denne reaktion etablerer vi:

1. direkte reaktion er reaktionen af ​​forbindelsen, eftersom af 2 enkle stoffer dannes 1 kompleks (ammoniak), og det omvendte er nedbrydning;

2. den direkte reaktion fortsætter med dannelsen af ​​varme, så den er eksoterm, derfor er omvendt endotermisk og går med absorption af varme.

Overvej nu, at denne ligning er underlagt ændring af visse parametre:

1. Koncentrationsændring.Hvis vi øger koncentrationen af ​​de oprindelige stoffer - nitrogen og hydrogen - og reducerer mængden af ​​ammoniak, skifter ligevægten til højre for at danne NH3. Hvis du skal flytte den til venstre, øges koncentrationen af ​​ammoniak.

2. En stigning i temperaturen vil ændre balancen isiden af ​​reaktionen, hvor varme absorberes, og når den sænkes - frigives. Derfor, hvis vi øger temperaturen under syntesen af ​​ammoniak, vil ligevægten skifte til udgangsprodukterne, dvs. til venstre og ved lavere temperaturer - til højre mod reaktionsproduktet.

3. Hvis du øger trykket, vil balancen bevæge sigi den retning, hvor mængden af ​​gasformige stoffer er mindre, og med faldende tryk i den retning, hvor mængden af ​​gasser stiger. I syntesen af ​​NH3 fra 4 mol N2 og 3H2 opnås 2 NH3. Derfor, hvis du øger trykket, vil ligevægten bevæge sig til højre, til dannelsen af ​​NH3. Hvis trykket er reduceret, skifter ligevægten til de oprindelige produkter.

   

Vi konkluderer, at kemisk ligevægt kan blive brudt, hvis den er hævet eller sænket:

1. temperatur;

2. tryk;

3. koncentration af stoffer.

Når en katalysator indføres i en hvilken som helst reaktion, ændrer balancen ikke, dvs. kemisk ligevægt er ikke forstyrret.