Итак, при повышении давления равновесие смещается в сторону уменьшения объема, при понижении давления – в сторону увеличения объёма.

Обратимые и необратимые реакции .

Химическое равновесие и условия его смещения

Среди всех известных реакций различают реакции обратимые и необратимые. При изучении реакций ионного обмена были перечислены условия, при которых они протекают до конца. (вспомните их).

Известны и такие реакции, которые при данных условиях до конца не идут. Так, например, при растворении в воде сернистого газа происходит реакция:

SO₂+H₂O→H₂SO₃.

Но оказывается, что в водном растворе может образоваться только определенное количество сернистой кислоты. Это объясняется тем, что сернистая кислота непрочная, и происходит обратная реакция, т.е. разложение на оксид серы и воду.

Следовательно, данная реакция не идет до конца потому, что одновременно происходит две реакции

-прямая (между оксидом серы и водой)

SO₂+H₂O↔H₂SO₃.

-обратная (разложение сернистой кислоты).

H₂SO₃ ↔ SO₂+H₂O

Химические реакции, протекающие при данных условиях во взаимно противоположных направлениях, называются обратимыми.

Поскольку скорость химических реакций зависит от концентрации реагирующих веществ, то вначале скорость прямой реакции (υ_пр) должна быть максимальной, а скорость обратной реакции (υ_обр) равняется нулю.

Концентрация реагирующих веществ с течением времени уменьшается, а концентрация продуктов реакции увеличивается. Поэтому скорость прямой реакции уменьшается, а скорость обратной реакции увеличивается. В определенный момент времени скорость прямой и обратной реакций становятся равными:

Во всех обратимых реакциях скорость прямой реакции уменьшается, скорость обратной реакции возрастает до тех пор, пока обе скорости не станут равными и не установится состояние равновесия:

υ_пр =υ_обр

Состояние системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, называют химическим равновесием.

В состоянии химического равновесия количественное соотношение между реагирующими веществами и продуктами реакции остается постоянным: сколько молекул продукта реакции в единицу времени образуется, столько их и разлагается. Однако состояние химического равновесия сохраняется до тех пор, пока остаются неизменными условия реакции: концентрация, температура и давление.

Химическое равновесие зависит – от концентрации, давления, температуры.

Принцип Ле-Шателье определяет направление смешения равновесия:

Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия оказали внешнее воздействие, то равновесие в системе сместится в сторону обратную этому воздействию.

1) Влияние концентрации – если увеличить концентрацию исходных веществ, то равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции.

N₂( Г ) + 3H₂( Г ) ↔ 2NH₃(Г)

При добавлении в реакционную смесь, например азота, т.е. возрастает концентрация реагента: система должна ответить смещением равновесия в сторону той реакции, при которой эта концентрация уменьшится, В таком случае говорят о смещении химического равновесия вправо, в сторону продукта.(т.к. в ходе этой реакции концентрация исходных веществ уменьшится, они израсходуются на образование продуктов)

Таким образом, увеличение концентрации реагентов (жидких или газообразных) смещает в сторону продуктов, т.е. в сторону прямой реакции. Увеличение концентрации продуктов (жидких или газообразных) смещает равновесие в сторону реагентов, т.е. в сторону обратной реакции.

Изменение концентрации твердого вещества не изменяет положение равновесия.

Влияние температуры – увеличение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции, а понижение температуры смещает равновесие в сторону экзотермической реакции

а)N ₂ ( Г ) + 3H₂( Г ) ↔ 2NH₃ ( Г ) + 92,4 кДж (экзотермическая – выделение тепла)

При повышении температуры равновесие сместится в сторону реакции разложения аммиака (←)

б)N ₂ ( Г ) +O₂( Г ) ↔ 2NO( Г ) – 180,8 кДж (эндотермическая - поглощение тепла)

При повышении температуры равновесие сместится в сторону реакции образования NO (→)

3) Влияние давления (только для газообразных веществ) – при увеличении давления, равновесие смещается в сторону образования веществ, занимающих меньший объём, а при понижении давления, равновесие смещается в сторону образования веществ, занимающих больший объём.

_ N₂( Г ) + 3 H₂( Г ) ↔ 2 NH₃( Г )

1 V-N₂

3 V-H₂

2 V–NH₃

При повышении давления (P):

до реакции 4V газообразных веществ → после реакции 2V газообразных веществ, следовательно, равновесие смещается вправо ( →)

Итак, при повышении давления равновесие смещается в сторону уменьшения объема, при понижении давления – в сторону увеличения объёма.

Изменение давления практически не сказывается на объёме твердых и жидких веществ, т.е. не изменяет их концентрацию. Следовательно, равновесие реакций, в которых газы не участвуют, практически не зависит от давления.

На течение химической реакции влияют

вещества – катализаторы.

Но при использовании катализатора понижается энергия активации как прямой, так и обратной реакции на одну и ту же величину и поэтому равновесие не смещается.

Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 185; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!