Kémiai egyensúly - a reverzibilis kémiai reakciók alapja

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

visszafordíthatatlan.A visszafordítható reakció nem ér véget, azaz a belépő anyagok egyike sem fogy el teljesen, és nem változtatja meg a koncentrációt. Ez a folyamat egy egyensúly vagy kémiai egyensúly létrejöttével zárul le, amelyet ⇌ -vel jelölünk. De a közvetlen és a fordított reakció folytatódik, megállás nélkül, ezért az egyensúlyt dinamikusnak vagy mobilnak nevezzük. A kémiai egyensúly kialakulása azt jelzi, hogy az előre irányuló reakció ugyanolyan sebességgel (V1) történik, mint a fordított (V2), V1 = V2. Ha a nyomás és a hőmérséklet változatlan marad, akkor az egyensúly egy adott rendszerben a végtelenségig tarthat.

Mennyiségileg leírják a kémiai egyensúlytegyensúlyi állandó, amely megegyezik az előre (K1) és a fordított (K2) reakciók állandóinak arányával. Kiszámíthatja a következő képlettel: K = K1 / K2. Az egyensúlyi állandó értékek a reagensek összetételétől és a hőmérséklettől függenek.
A kémiai egyensúly eltolódása következik beLe Chatelier elve, amely így hangzik: "Ha egy egyensúlyi rendszert külső tényezők befolyásolnak, akkor az egyensúly megzavarodik, és a változással ellentétes irányba tolódik el."

Tekintsük kémiai egyensúly és annak elmozdulásának feltételei egy ammónia molekula képződésének példájával: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.

Ennek a reakciónak az egyenletét figyelembe véve megállapítjuk:

1. a közvetlen reakció a vegyület reakciója, mert 2 egyszerű anyag alkot 1 komplexet (ammónia), és fordítva a bomlás;

2. a közvetlen reakció hő képződésével megy végbe, ezért exoterm, ezért a fordított reakció endoterm és a hő elnyelésével megy végbe.

Most ezt az egyenletet vesszük figyelembe, bizonyos paraméterek módosításától függően:

1. A koncentráció változása.Ha növeljük a kiindulási anyagok - nitrogén és hidrogén - koncentrációját és csökkentjük az ammónia mennyiségét, akkor az egyensúly jobbra tolódik az NH3 képződése felé. Ha balra kell mozgatnia, növelje az ammónia koncentrációját.

2. A hőmérséklet növekedésével az egyensúlyi helyzetbe kerüla reakció oldala, amelyben a hő elnyelődik, és amikor csökken, akkor felszabadul. Ezért, ha az ammónia szintézise során megnő a hőmérséklet, akkor az egyensúly elmozdul a kiindulási termékek felé, azaz balra, és a hőmérséklet csökkenésével - jobbra, a reakciótermék felé.

3. Ha növeli a nyomást, akkor az egyensúly elmozdulabba az irányba, ahol a gáznemű anyagok mennyisége kisebb, és csökkenő nyomással - abba az irányba, ahol a gázok mennyisége növekszik. Az NH3 szintézisénél 4 mol N2-ből és 3H2-ből 2 NH3-t kapunk. Ezért, ha a nyomás növekszik, akkor az egyensúly jobbra, az NH3 képződésére fog mozogni. Ha a nyomás csökken, akkor az egyensúly elmozdul a kiindulási termékek felé.

   

Arra a következtetésre jutunk, hogy a kémiai egyensúly megnövekedhet vagy csökkenhet:

1. hőmérséklet;

2. nyomás;

3. anyagok koncentrációja.

Ha bármely reakcióba katalizátort vezetnek be, az egyensúly nem változik; a kémiai egyensúly nem zavart.