Równowaga chemiczna jest podstawą odwracalnych reakcji chemicznych

Według jednej z klasyfikacji stosowanych do opisu procesów chemicznych istnieją dwa rodzaje reakcji przeciwnych - odwracalne i

nieodwracalne.Odwracalna reakcja nie osiąga końca, tj. żadna z substancji, które weszły do ​​niego, nie jest całkowicie zużyta i nie zmienia stężenia. Taki proces kończy się ustanowieniem równowagi lub równowagi chemicznej, co oznacza by. Ale reakcje bezpośrednie i odwrotne idą dalej bez zatrzymywania, dlatego równowagę nazywa się dynamiczną lub mobilną. Początek równowagi chemicznej sugeruje, że bezpośrednia reakcja zachodzi z tą samą szybkością (V1) co odwrotna (V2), V1 = V2. Jeśli ciśnienie i temperatura są stałe, wówczas równowaga w tym układzie może trwać w nieskończoność.

Ilościowo opisano równowagę chemiczną.stała równowagi, która jest równa stosunkowi stałych reakcji bezpośrednich (K1) i odwrotnych (K2). Można to obliczyć ze wzoru: K = K1 / K2. Wskaźniki stałej równowagi będą zależeć od składu reagujących substancji i temperatury.
Przesunięcie równowagi chemicznej następuje wZasada Le Chateliera:

Zastanów się równowaga chemiczna i warunki jej przemieszczenia na przykładzie powstawania cząsteczki amoniaku: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.

Biorąc pod uwagę równanie tej reakcji, ustalamy:

1. bezpośrednia reakcja jest reakcją związku, ponieważ z 2 prostych substancji powstaje 1 kompleks (amoniak), a odwrotnością jest rozkład;

2. bezpośrednia reakcja przebiega z wytworzeniem ciepła, dlatego jest egzotermiczna, dlatego odwrotność jest endotermiczna i zachodzi wraz z absorpcją ciepła.

Rozważmy teraz to równanie, z zastrzeżeniem modyfikacji niektórych parametrów:

1. Zmiana koncentracjiJeśli zwiększymy stężenie substancji początkowych - azotu i wodoru - i zmniejszymy ilość amoniaku, wówczas równowaga przesunie się w prawo, tworząc NH3. Jeśli musisz przesunąć go w lewo, zwiększ stężenie amoniaku.

2. Wzrost temperatury spowoduje przesunięcie wagi dostrona reakcji, w której ciepło jest pochłaniane, a po zmniejszeniu jest uwalniane. Dlatego jeśli podniesiesz temperaturę podczas syntezy amoniaku, równowaga przesunie się w kierunku produktów wyjściowych, tj. w lewo, a gdy temperatura spada, w prawo, w kierunku produktu reakcji.

3. Jeśli zwiększysz ciśnienie, waga się przesuniepo stronie, na której ilość substancji gazowych jest mniejsza, a gdy ciśnienie spada, po stronie, na której zwiększa się ilość gazu. W syntezie NH3 z 4 moli N2 i 3H2 otrzymuje się 2 NH3. Dlatego, jeśli zwiększysz ciśnienie, równowaga przesunie się w prawo, do powstania NH3. Jeśli ciśnienie zostanie zmniejszone, równowaga przesunie się w kierunku produktów wyjściowych.

   

Dochodzimy do wniosku, że równowagę chemiczną można zaburzyć zwiększając lub zmniejszając:

1. temperatura

2. ciśnienie

3. stężenie substancji.

Po wprowadzeniu katalizatora do dowolnej reakcji równowaga się nie zmienia, tj. równowaga chemiczna nie jest zaburzona.