k-tree

Химическое равновесие

После прочтения данной статьи Вы узнаете, как описывается равновесие химической системы, далее описывается принцип Ле Шателье - влияние внешних факторов на равновесие системы.

Стабильность химической системы

Различные молекулы по-разному взаимодействуют друг с другом в зависимости от условий внешней среды, например, если в сосуде будет находится метан и кислород, то горение не произойдёт, пока не подвести к смеси искру:

CH4 + 2O2 → CH4 + 2O2 (реакция не происходит)
CH4 + 2O2  —искра→ CO2 + H2O (горение метана)

Стабильное состояние

Стабильное состояние системы означает невозможность протекания химической реакции в нормальных условиях

Метастабильное состояние

Метастабильное или ложное равновесие - система, которая может не претерпевать изменений в течение длительного срока, но возбуждается при внесении определённых изменений (например, катализатор или искра, как в примере с метаном выше).

Нестабильное состояние

Система, в которой реакции происходят настолько быстро, что невозможно выдержать условия, при которых система будет находится в равновесии.

Равновесие химической реакции

N2 + 3H2 ↔ 2NH3 - обратимый процесс

Любая реакция протекает пока не достигнет равновесия. Равновесие - это компромисс между двумя противоположными тенденциями: состояние минимальной энергии и состояние наибольшей энтропии. Равновесие - это динамическое состояние, при котором прямая и обратная реакции сохраняются и имеют одинаковую скорость. Состояние равновесия не зависит от направления реакции.

Любая система стремится к состоянию равновесия. Если на систему в равновесии применить внешние силы, то после прекращения воздействия система вернётся в состояние равновесия.

Если процесс обратим, то обе реакции (прямая и обратная) протекают с одинаковой скоростью.

Константа равновесия Kc

Kc = [C]c[D]d/[A]a[B]b- величина, рассчитанная для реакции aA(г) + bB(г) ↔ cC(г) + dD(г)

Для гетерогенной системы (система, в которой участвуют более одной фазы) учитываются только газообразные части

CO2 (г) + H2 (г) ↔ CO(г) + H2O(ж)
Kc = [CO]/[CO2][H2]

Направление реакции рассчитывается исходя из начальных концентраций: Q = [C0]c[D0]d/[B0]b[A0]a. Если Q > Kc, то протекает прямая реакция →, если Q < Kc, то протекает обратная реакция ←.

Константа равновесия Kp

Константа равновесия, выраженная через парциальные давления веществ Kp = [C]c/[A]a

Kp = Kc(RT)Δn , где Δn - разница в молях количества продуктов и реагентов.

Принцип Ле Шателье

Если на систему в состоянии равновесия воздействовать извне, то равновесие сместится в направлении компенсации внешнего воздействия.

Влияние концентрации

При добавлении вещества, реакция смещается в сторону поглощения добавленного вещества, если уменьшить количество вещества, то реакция сместится в сторону образования большего количества вещества.

Влияние объёма и давления

Если уменьшить объём системы, находящейся в равновесии, то равновесие сместится в сторону уменьшения общего количества молей газа, если увеличить объём, то в сторону увеличения количества молей вещества. Аналогично, при уменьшении давления равновесие смещается в сторону увеличения количества молей вещества, при повышении давления равновесие смещается в сторону уменьшения количества молей вещества.

Но

При добавлении инертного газа давление системы увеличивается, но равновесие системы не изменяется!

Влияние температуры

Увеличение температуры вынуждает протекание эндотермической реакции, уменьшение - экзотермической.

В эндотермической реакции тепло поглащается, в экзотермической - выделяется.

Влияние катализатора

Добавление катализатора не изменяет положение равновесия, но ускоряет установление равновесия.


Если Вам стало понятно - порекомендуйте статью своим друзьям:




Если Вы что-то не поняли - спросите это у нас:

Общая химия

Вещество

Вещество и его строение, модель атома

Электронная конфигурация атома

Сколько электронов в атоме и где их искать?

Ион

Ионы - заряженые частицы, катионы и анионы

Единицы измерения

А.е.м., моль, концентрация

Химические соединения

Молекулы, химические соединения

Термохимия

Химическая термодинамика, система, энтальпия

Скорость химической реакции

Сколько времени займёт реакция? Что влияет на скорость реакции?

• Химическое равновесие

Равновесие обратимых реакций. Принцип Ле Шателье. Влияние внешних факторов на равновесие

Законы термодинамики

Мера беспорядка, энергия вселенной, свободная энергия Гиббса

Окислительно-восстановительные реакции

Степень окисления. Окислитель. Восстановитель. Редокс

Электрохимия

Электрохимия. Электролиз. Гальванические элементы




© 2015-2017 - K-Tree.ru
Копия материалов, размещённых на данном сайте, допускается только по письменному разрешению владельцев сайта.
По любым вопросам Вы можете связаться по почте info@k-tree.ru