k-tree

Общая химия

1. Вещество

Вещество и его строение, модель атома

2. Электронная конфигурация атома

Сколько электронов в атоме и где их искать?

3. Ион

Ионы - заряженые частицы, катионы и анионы

4. Единицы измерения

А.е.м., моль, концентрация

5. Химические соединения

Молекулы, химические соединения

6. Термохимия

Химическая термодинамика, система, энтальпия

7. Скорость химической реакции

Сколько времени займёт реакция? Что влияет на скорость реакции?

8. Химическое равновесие

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

9. Законы термодинамики

Мера беспорядка, энергия вселенной, свободная энергия Гиббса

10. Окислительно-восстановительные реакции

Степень окисления. Окислитель. Восстановитель. Редокс

11. Электрохимия

Электрохимия. Электролиз. Гальванические элементы

12. Классы соединений

Основные классы химических соединений. Классификация

Органическая химия

Неорганическая химия



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.


Следующая статья - Законы термодинамики.

© 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