Химическое равновесие. Большинство химических реакций обратимо, то есть они протекают одновременно в противоположных направлениях.

Большинство химических реакций обратимо, то есть они протекают одновременно в противоположных направлениях.

2 Н2(г) + О2(г) ↔ 2 Н2О(г) ΔH < 0, ΔS < 0

Протекание реакции в прямом направлении происходит с выделением теплоты, энтропия при этом уменьшается, так как в результате реакции из 3 молей газов образуется 2 моля газа. Таким образом, движущей силой этого процесса является энтальпийный фактор.

Протекание реакции в обратном направлении сопровождается поглощением теплоты, но энтропия при этом возрастает. Значит, движущей силой обратного процесса является энтропийный фактор.

В конце концов действие двух противоположных факторов уравновешивается, наступает химическое равновесие, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. После наступления равновесия концентрации веществ (исходных и продуктов) при данных условиях остаются неизменными, эти концентрации называют равновесными и записывают в квадратных скобках. Для реакции, записанной в общем виде:

aA + bB ↔ cC + dD в состоянии равновесия vпр = vобр

vобр kобр ∙[С]c ∙ [D]d [C]c ∙ [D]d

K = ------ = ---------------------- = -------------- , где K – константа равновесия

vпр kпр ∙[A]a ∙ [B]b [A]a ∙ [B]b

Значение К находят расчётным или экспериментальным путём. Константа равновесия – важная характеристика реакции. По её значению можно судить о направлении процесса при исходном соотношении концентраций реагирующих веществ, о максимально возможном выходе продукта при определённых условиях.

Величина константы химического равновесия зависит от природы реагирующих веществ и температуры. Она связана стандартной энергии Гиббса химической реакции уравнением: ΔG = - RT lnK.

Если ΔG << 0, процесс самопроизвольно протекает в прямом направлении, то К >> 1, то есть в равновесной системе преобладают продукты реакции.

Если ΔG >> 0, то в равновесной системе преобладают исходные реагенты, К << 1. К = е-ΔH/RT∙ eΔS/R.

Из уравнения видно, что константа равновесия очень сильно зависит от температуры. В случае эндотермических процессов повышение температуры приводит к увеличению константы равновесия. Для экзотермических процессов, наоборот, с увеличением температуры К уменьшается.

Константа равновесия является постоянной величиной только при данных условиях. Изменение внешних условий нарушает сложившееся равновесие.

Направление смещения равновесия можно предсказать с помощью принципа Ле-Шателье (принципа подвижного равновесия): если находящаяся в равновесии система подвергается внешнему воздействию, равновесие смещается в таком направлении, которое способствует ослаблению этого воздействия.

2 СО(г) + О2(г) ↔ 2 СО2(г) К = [CO2]2/ ([CO]2 ∙ [O2 ]).

Если добавлено исходное вещество, например кислород, равновесие смещается в сторону образования углекислого газа (вправо). Данная реакция происходит с изменением общего объёма газов, значит, на неё будет оказывать влияние давление. Повышение давления смещает равновесие в сторону реакции, идущей с уменьшением объёма.

 








Дата добавления: 2015-12-29; просмотров: 651;


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: 0.007 сек.