Kjemisk likevekt - grunnlaget for reversible kjemiske reaksjoner

I følge en av klassifiseringene som brukes til å beskrive kjemiske prosesser, er det to typer motsatte reaksjoner - reversible og

irreversibel.Den reversible reaksjonen når ikke slutten, dvs. ingen av stoffene som kom inn i den konsumeres fullstendig og endrer ikke konsentrasjonen. Denne prosessen slutter med etablering av en balanse eller kjemisk likevekt, som er betegnet med ⇌. Men de direkte og omvendte reaksjonene fortsetter og fortsetter, uten å stoppe, derfor kalles balansen dynamisk eller mobil. Utbruddet av kjemisk likevekt indikerer at reaksjonen fremover skjer i samme hastighet (V1) som omvendt (V2), V1 = V2. Hvis trykket og temperaturen forblir uendret, kan likevekten i et gitt system vare på ubestemt tid.

Kvantitativt beskrives kjemisk likevektlikevektskonstant, som er lik forholdet mellom konstantene for fremre (K1) og revers (K2) reaksjoner. Du kan beregne det ved hjelp av formelen: K = K1 / K2. Verdier for likevektskonstant vil avhenge av sammensetningen av reaktantene og temperaturen.
Et skifte i kjemisk likevekt skjer langsLe Chateliers prinsipp, som høres ut som dette: "Hvis et system som er i likevekt påvirkes av eksterne faktorer, vil likevekten forstyrres og skifte i retning motsatt denne endringen."

Ta i betraktning kjemisk likevekt og forholdene for dens fortrengning ved eksempel på dannelsen av et ammoniakkmolekyl: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.

Tatt i betraktning ligningen til denne reaksjonen, fastslår vi:

1. den direkte reaksjonen er reaksjonen av forbindelsen, fordi 2 enkle stoffer danner 1 kompleks (ammoniakk), og det motsatte er nedbrytning;

2. den direkte reaksjonen fortsetter med dannelsen av varme, derfor er den eksoterm, derfor er den omvendte reaksjonen endoterm og fortsetter med absorpsjonen av varme.

Nå vil vi vurdere denne ligningen, med forbehold om endring av visse parametere:

1. Endring i konsentrasjon.Hvis vi øker konsentrasjonen av de opprinnelige stoffene - nitrogen og hydrogen - og reduserer mengden ammoniakk, vil likevekten skifte til høyre mot dannelsen av NH3. Hvis du trenger å flytte den til venstre, kan du øke ammoniakk konsentrasjonen.

2. En temperaturøkning vil flytte likevekten tilsiden av reaksjonen, der varmen absorberes, og når den avtar, frigjøres den. Derfor, hvis temperaturen økes under syntesen av ammoniakk, vil likevekten skifte mot utgangsproduktene, dvs. til venstre, og med synkende temperatur - mot høyre, mot reaksjonsproduktet.

3. Hvis du øker trykket, vil balansen skiftei retning hvor mengden gassformige stoffer er mindre, og med synkende trykk - i retning der mengden gasser øker. Syntesen av NH3 fra 4 mol N2 og 3H2 gir 2 NH3. Derfor, hvis trykket økes, vil likevekten bevege seg mot høyre, til dannelsen av NH3. Hvis trykket reduseres, vil likevekten skifte mot de opprinnelige produktene.

   

Vi konkluderer med at den kjemiske likevekten kan forstyrres ved å øke eller redusere:

1. temperatur;

2. press;

3. konsentrasjon av stoffer.

Når en katalysator blir introdusert i en hvilken som helst reaksjon, endres ikke balansen; kjemisk likevekt forstyrres ikke.