Równowaga chemiczna jest podstawą odwracalnych reakcji chemicznych

Zgodnie z jedną z klasyfikacji używanych do opisu procesów chemicznych, istnieją dwa rodzaje przeciwnych reakcji - odwracalne i

nieodwracalne. Odwrotna reakcja nie dochodzi do końca, tj. żadna z substancji, które się w nim znajdują, nie jest zużywana całkowicie i nie zmienia stężenia. Taki proces kończy się ustanowieniem równowagi lub równowagi chemicznej, oznaczonej przez ⇌. Ale reakcje bezpośrednie i odwrotne trwają bez przerwy, więc równowagę nazywa się dynamiczną lub mobilną. Początek równowagi chemicznej wskazuje, że reakcja bezpośrednia zachodzi przy tej samej prędkości (V1), co odwrotność (V2), V1 = V2. Jeśli ciśnienie i temperatura pozostają niezmienione, wówczas równowaga w tym układzie może trwać w nieskończoność.

Ilościowo opisano równowagę chemicznąstała równowagi, która jest równa stosunkowi stałych reakcji liniowej (K1) i odwrotnej (K2). Można to obliczyć za pomocą wzoru: K = K1 / K2. Wskaźniki stałej równowagi będą zależeć od składu reagentów i temperatury.
Przesunięcie równowagi chemicznej następuje przezzasada Le Chateliera, która brzmi następująco: "Jeśli układ znajdujący się w równowadze jest pod wpływem czynników zewnętrznych, wówczas równowaga zostanie naruszona i przesunięta w kierunku przeciwnym do tej zmiany."

Rozważ równowaga chemiczna i warunki jej przemieszczenia na przykładzie tworzenia się cząsteczki amoniaku: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.

Biorąc pod uwagę równanie tej reakcji, ustalamy:

1. Bezpośrednia reakcja jest reakcją związku; 2 prostych substancji, 1 kompleks (amoniak) powstaje, a odwrotny rozkład;

2. Bezpośrednia reakcja przebiega z wytworzeniem ciepła, więc - jest egzotermiczna, zatem odwrócić - endotermiczna i wychodzi z absorpcją ciepła.

Rozważmy teraz to równanie pod warunkiem modyfikacji pewnych parametrów:

1. Zmiana koncentracji. Jeśli zwiększymy stężenie początkowych substancji - azotu i wodoru - i zmniejszymy ilość amoniaku, wówczas równowaga przesunie się w prawo, tworząc NH3. Jeśli chcesz przesunąć go w lewo, zwiększ stężenie amoniaku.

2. Wzrost temperatury przesunie równowagę wStrona reakcji, w której ciepło jest absorbowane, a gdy jest obniżana, jest uwalniana. Dlatego, jeśli temperatura wzrasta w syntezie amoniaku, wówczas równowaga przesuwa się w kierunku początkowych produktów, tj. lewo i ze spadkiem temperatury - w prawo, w kierunku produktu reakcji.

3. Jeśli ciśnienie zostanie zwiększone, waga się zmieniz boku, gdzie ilość substancji gazowych jest mniejsza, a przy malejącym ciśnieniu - z boku, gdzie wzrasta ilość gazów. Gdy NH3 zsyntetyzuje się z 4 moli N2 i 3H2, otrzymuje się 2 NH3. Dlatego, jeśli ciśnienie wzrasta, równowaga przesunie się w prawo, do tworzenia NH3. Jeśli ciśnienie zostanie zmniejszone, równowaga przesuwa się w kierunku oryginalnych produktów.

   

Wnioskujemy, że równowaga chemiczna może zostać zerwana, jeśli ją zwiększysz lub zmniejszysz:

1. temperatura;

2. ciśnienie;

3. stężenie substancji.

Gdy katalizator wprowadza się do dowolnej reakcji, waga się nie zmienia, tj. Równowaga chemiczna nie jest naruszona.