Обратимость химических реакций.

 

Любая химическая реакция в принципе обратима, то есть может протекать как в прямом направлении (по уравнению - слева направо), так и в обратном (справа налево):

H2(г) + J2(г) 2 HJ(г) .

Если прямая реакция протекает очень сильно, а обратная - в очень малой степени, то такие реакции называют практически необратимыми и знак обратимости ( ) не ставят:

C(т) + O2(г) = СO2(г) .

Разложение оксида углерода (IV) на простые вещества - маловероятный процесс в обычных условиях и при нагревании до температур порядка 2000 °С и поэтому процесс можно считать (условно) необратимой реакцией.

Рассмотрим взаимодействие между водородом и азотом, которое является типичным случаем обратимой реакции:

 

3H2(г) + N2(г) 2 NH3(г) .

Допустим, в начальный момент времени были смешаны некоторые количества газообразных Н2 и N2. По закону действующих масс, скорость их взаимодействия ( v1) равна:

v1= k1 [N2] [H2]3 .

Причем, v1 в момент смешивания будет максимальна, а по мере расходования исходных веществ постепенно будет убывать (см. рисунок).

В начальный момент времени скорость обратной реакции (v2) равна нулю, т.к. аммиака в системе нет (концентрация его равна нулю):

v2 = k2 [NH3]2 .

Но по мере протекания реакции v2 начинает возрастать. Через некоторый промежуток времени tx скорости прямой и обратной реакции сравняются. Такое состояние системы называется химическим равновесием. При этом прямой и обратный процессы не прекращаются, хотя видимых изменений в системе нет. В течение 1 секунды из азота и водорода образуется N молекул аммиака, но за это же время N молекул аммиака распадается на азот и водород. Значит, концентрации [H2], [N2] и [NH3] остаются постоянными. Эти концентрации в состоянии равновесия называются равновесными концентрациями:

v1 = k1 [N2]р [H2] ,

v2 = k2 [NH3] .

v1 = v2 (состояние равновесия)

k1 [N2]р [H2] = k2 [NH3] ,

k1/ k2 = Kp = .

 

Отношение констант прямой и обратной реакции называется константой химического равновесия (Кр) .

Константа равновесия определяет соотношение концентраций исходных веществ и продуктов реакции в состоянии химического равновесия. Величина константы равновесия зависит только от природы реагирующих веществ и температуры. Константа равновесия не зависит от концентрации веществ, на нее не влияет катализатор (он изменяет энергию активации прямой и обратной реакции в одинаковой степени, поэтому отношение констант скоростей остается постоянным).

 








Дата добавления: 2015-04-29; просмотров: 978;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.