Kémiai egyensúly - a reverzibilis kémiai reakciók alapja

A kémiai folyamatok leírására használt egyik besorolás szerint kétféle ellentétes reakció létezik - reverzibilis és

visszafordíthatatlan.A reverzibilis reakció nem éri el a végét, azaz A belépett anyagok egyike sem kerül teljesen fogyasztásra, és nem változtatja meg a koncentrációt. Ez a folyamat egy egyensúly vagy kémiai egyensúly kialakulásával zárul, amelyet ⇌ jelez. A közvetlen és fordított reakciók azonban folytatódnak, és megállnak, ezért az egyensúlyt dinamikusnak vagy mobilnak nevezik. Az ezt követő kémiai egyensúly azt mutatja, hogy egy közvetlen reakció (V1) ugyanolyan sebességgel fordul elő, mint az inverz (V2), V1 = V2. Ha a nyomás és a hőmérséklet állandó, akkor a rendszer egyensúlya határozatlan ideig tarthat.

Количественно химическое равновесие описывается egyensúlyi állandó, amely megegyezik a közvetlen (K1) és az inverz (K2) reakciók konstansainak arányával. Kiszámítható a következő képlettel: K = K1 / K2. Az egyensúlyi állandó értékek a reagensek összetételétől és a hőmérséklettől függnek.
A kémiai egyensúlyi eltolódás aLe Chatelier elve, amely így hangzik: "Ha az egyensúlyban lévő rendszert külső tényezők befolyásolják, akkor az egyensúly megzavarodik, és a változással ellentétes irányban eltolódik."

Meg fogja fontolni kémiai egyensúly és az elmozdulás feltételei az ammónia molekula képződésének példája alapján: N2 + 3H2 2NH3 + Q.

A reakció egyenletét figyelembe véve megállapítjuk:

1. egy közvetlen reakció egy vegyület reakciója, mert 2 egyszerű anyagból 1 komplex (ammónia) képződik, és fordítva a bomlás;

2. a közvetlen reakció a hő képződésével folytatódik, így exoterm, ezért a fordított endoterm és a hő felszívódásával jár együtt.

Tekintsük ezt az egyenletet bizonyos paraméterek módosításának függvényében:

1. Koncentrációváltozás.Ha növeljük a kiindulási anyagok - nitrogén és hidrogén - koncentrációját, és csökkentjük az ammónia mennyiségét, akkor az egyensúly az NH3 képződéséhez jobbra vált. Ha balra kell mozgatni, növelje az ammónia koncentrációját.

2. A hőmérséklet emelkedése az egyensúlyt eltoljaa reakció oldala, amelyben a hő felszívódik, és amikor leeresztik, felszabadul. Ezért, ha az ammónia szintézise során növeljük a hőmérsékletet, akkor az egyensúly a kiindulási termékek felé halad, azaz a kiindulási anyagokra. balra és alacsonyabb hőmérsékleten - jobbra, a reakciótermék felé.

3. Ha növeli a nyomást, az egyensúly mozogolyan irányban, ahol a gázhalmazállapotú anyagok mennyisége kisebb, és csökken a nyomás - abban az irányban, ahol a gáz mennyisége nő. Az NH3 szintézisében 4 mol N2 és 3H2, 2 NH3-t kapunk. Ezért, ha növeli a nyomást, az egyensúly jobbra halad az NH3 képződéséig. Ha a nyomás csökken, akkor az egyensúly a kiindulási termékek felé mozdul el.

   

Azt a következtetést vontuk le, hogy a kémiai egyensúly megszakadhat, ha felemeli vagy leereszti:

1. hőmérséklet;

2. nyomás;

3. anyagok koncentrációja.

Amikor egy katalizátort bármilyen reakcióba vezetünk be, az egyensúly nem változik, azaz a kémiai egyensúly nem zavar.