Химическое равновесие

Различают необратимые и обратимые реакции. Необратимые реакции протекают только в одном направлении, вне зависимости от внешних условий. Например:

2KClO₃(тв) ® 2KCl(тв) + 3O₂(г)

Обратимые (двусторонние) реакции проходят как в прямом, так и в обратном направлении. Например:

2H₂(г) + O₂(г) ↔ 2H₂O(г)

Состояние системы, при котором скорости прямой и обратной реакции оказываются равными, называется химическим равновесием.

Химическое равновесие – динамическое, т. к. наблюдается непрерывное течение прямой и обратной реакции при равенстве скоростей.

Для реакции

mA + nB ↔ pC + qD

скорость прямой реакции , а скорость обратной реакции . Следствием равенства скоростей является справедливость соотношения или

Отношение констант скоростей прямой и обратной реакции при Т=const называют константой химического равновесия (К).

Закон действия масс для обратимых реакций формулируется следующим образом. Отношение произведения молярных равновесных концентраций продуктов реакции к произведению равновесных молярных концентраций реагирующих веществ в степенях их стехиометрических коэффициентов при постоянной температуре есть величина постоянная, называемая константой химического равновесия.

Концентрации веществ, соответствующие состоянию равновесия, называют равновесными концентрациями. Константа химического равновесия при постоянной температуре показывает, во сколько раз константа скорости прямой реакции отличается от константы скорости обратной. она зависит от температуры и природы реагирующих веществ, но не зависит от их концентрации, а также от присутствия катализатора.

СМЕЩЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ

Если изменить одно из условий состояния системы, находящейся в равновесии: температуру, концентрацию или давление (для газообразных веществ), то равновесие нарушается, и концентрации всех участвующих в реакции веществ изменяются до тех пор, пока не установится новое состояние равновесия при других значениях равновесных концентраций. Такой переход системы от одного состояния равновесия к другому называется смещением (сдвигом) химического равновесия. Смещение химического равновесия подчиняется принципу Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказать какое-либо воздействие, то в системе равновесие сместится в сторону ослабления внешнего воздействия.

Так, увеличение температуры вызывает смещение равновесия в сторону реакции, идущей с поглощением теплоты (эндотермической), а понижение температуры смещает равновесие в сторону реакции, идущей с выделением теплоты (экзотермической).

При увеличении концентрации исходных веществ равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции, а увеличение концентрации продуктов реакции вызывает смещение равновесия в сторону образования исходных веществ.

Когда в реакции участвуют газообразные вещества, равновесие может сместиться при изменении давления. При увеличении давления в равновесной системе равновесие сдвигается в сторону реакции, протекающей с уменьшением объема, т. е. с уменьшением числа молей газообразных веществ. Наоборот, при уменьшении давления равновесие смещается в сторону реакции, идущей с возрастанием числа молей газов.

Если в уравнении обратимой реакции число молей газообразных веществ в левой части равно числу молей газов в правой части, то изменение давления не вызывает смещения химического равновесия. Например:

N_2(г) + О_2(г) ↔ 2NO_(г)

1моль+1 моль 2 моль

Дата добавления: 2015-11-14