Влияние различных факторов на состояние

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

Основные понятия

Все самопроизвольно протекающие реакции можно разделить на две группы: обратимые и необратимые.

Необратимые реакции проходят только в одном направлении, до конца, т.е. до полного превращения одного или всех исходных веществ в продукты реакции. Пример:

2KClO₃ = 2KCl + 3O₂.

Обратимые реакции идут в противоположных направлениях, не проходят до конца, исходные вещества полностью не расходуются. Пример: N₂ + 3H₂ 2NH₃.

 

Состоянием химического равновесия называют состояние системы, характеризующееся равными скоростями прямой и обратной реакций, называют

 

В условиях химического равновесия концентрации всех веществ в системе не изменяются со временем. Это означает, что каждого вещества за единицу времени расходуется столько же, сколько вновь образуется. Концентрации веществ в условиях химического равновесия называют равновесными концентрациями. Равновесные концентрации обозначают символом вещества в квадратных скобках - [N₂], [NH₃] и измеряют в моль/л.

Закон действующих масс

В закрытой системе в состоянии равновесия при постоянной температуре отношение произведений концентраций продуктов реакции и исходных веществ в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, является постоянной величиной.

В закрытой системе для обратимой реакции

aA + bB cC + dD

уравнение

при

представляет собой математическое выражение закона действующих масс.

Для гомогенных химических равновесий в газовых смесях константа равновесия может быть выражена как через равновесные концентрации (К_с), так и через равновесные парциальные давления (К_р).

Например, для реакции синтеза аммиака

N_2(г) + 3H_2(г) 2NH_3(г)

математическое выражение закона действующих масс имеет вид

или ,

где p – равновесные парциальные давления веществ.

В гетерогенных системах концентрации твердых веществ считают постоянными, условно равными единице, и в уравнение для константы равновесия не включают.

Так, для реакции

MgCO_3(к) MgO_(к) + CO_2(г) ,

Константа равновесия – важнейшая характеристика обратимых химических реакций. Значение константы равновесия позволяет судить о полноте прохождения реакции: чем больше значение К, тем больше концентрации продуктов реакции, тем с большей полнотой проходит прямая реакция.

 

v Значение К → 0 свидетельствует о практически полном отсутствии взаимодействия.

v Если , принято говорить, что равновесие смещено в сторону прямой реакции, или вправо, в системе преобладают вещества, образующиеся в ходе прямой реакции.

v Если – равновесие смещено в сторону обратной реакции (влево).

Константа равновесия зависит от природы веществ, образующих систему, от температуры, но не зависит от концентраций веществ и присутствия катализатора.

Влияние различных факторов на состояние