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 (Кс), так и через равновесные парциальные давления (Кр).
Например, для реакции синтеза аммиака
N2(г) + 3H2(г) 2NH3(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
MgCO3(к) MgO(к) + CO2(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