Лекция 8. Химическое равновесие - Лекция, раздел Религия, Библиотека студента УГНТУ
Ключевые Слова: Обратимые И Необратимые Хими...
Ключевые слова: обратимые и необратимые химические реакции, химическое равновесие в гомо- и гетерогенных системах, константа равновесия, смещение химического равновесия, принцип Ле-Шателье, колебательные реакции.
Необратимыми химическими реакциями называют реакции, протекающие только в одном направлении до полного превращения исходных веществ. Обратимыминазывают такие реакции, которые одновременно протекают в двух противоположных направлениях - прямом и обратном. Обратимые процессы не доходят до конца, а приводят к химическому равновесию, при котором концентрации всех реагирующих веществ не изменяются во времени. Для обратимых реакций наступает состояние химического равновесия, если изменение свободной энергии Гиббса равно нулю: ΔG = 0. Химическое равновесие является динамическим. В состоянии химического равновесия скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. Обратимость реакции отмечается знаком «обратимость» ( ), например: 3Н2 + N2 2NН3. Количественной характеристикой химического равновесия является константа химического равновесия (Кр). Константа равновесия - характерная величина для каждой обратимой химической реакции. Для гомогенной реакциив общем виде: a A + b B c C + d D
в состоянии равновесия скорости прямой (υ1) и обратной (υ2) реакций равны:
υ1 = υ2; υ1 = k1 [A]a∙[B]b; υ2 = k2 [C]c∙[D]d.
Тогда константа химического равновесия имеет вид:
Кр = k1/k2 = ([C]c∙[D]d)/([A]a∙[B]b), где [A], [B], [C],∙[D] – равновесные молярные концентрации веществ A, B, C и∙D, [моль/л] соответственно.
В выражение для константы равновесия входят равновесные молярные концентрации. Константа равновесия – отношение констант прямой (k1) и обратной (k2) реакций: k1/k2= Кр. Она зависит от температуры и природы реагирующих веществ, но не зависит от концентраций.
Равновесие в гетерогенных системах. Так как концентрации твердых фаз не входят в уравнение скорости реакции, то они не будут входить в уравнение константы равновесия гетерогенных обратимых систем. Например, для реакции: СаСО3(тв) СаО(тв) +СО2(г) константа химического равновесия рассчитывается по формуле Кр = [СО2].
Процесс изменения равновесных концентраций, вызванный нарушением равновесия, называется смещением или сдвигом равновесия. Воздействием различных внешних факторов можно добиться смещения равновесия в нужном направлении. Равновесие смещается в соответствии с принципом Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказать какое-либо воздействие, то в результате протекающих в ней процессов равновесие сместится в таком направлении, что оказанное воздействие уменьшится.
1. При увеличении концентрации какого-либо из веществ, участвующих в реакции, равновесие смещается в сторону расхода этого вещества; при уменьшении концентрации какого-либо из веществ равновесие смещается в сторону образования этого вещества. Рассмотрим реакцию 2СО + О2 2СО2. Введем в систему дополнительно некоторое количество угарного газа СО. Согласно закону действия масс: υ1 = k1[СО]2∙[О2], увеличение концентрации СО повлечет за собой увеличение скорости прямой реакции, тогда как скорость обратной реакции не изменится. В прямом направлении реакция теперь будет протекать быстрее, чем в обратном. В результате этого концентрации СО и О2 будут уменьшаться.
2. При увеличении давления путем сжатия системы, равновесие сдвигается в сторону уменьшения числа молекул газов, т.е. в сторону понижения давления; при уменьшении давления равновесие сдвигается в сторону возрастания числа молекул газов, т.е. в сторону увеличения давления. Рассмотрим влияние давления на реакцию N2O4(г) 2NO2(г).
В состоянии равновесия концентрации газов имеют равновесные значения [NO2] и [N2O4], а скорости прямой (υ1) и обратной (υ2) реакций определялись уравнениями: υ1 = k1·[N2O4] и υ2 = k2·[NO2]2. Не изменяя температуры, уменьшим в 2 раза объем системы. В первый момент парциальные давления и концентрации всех газов возрастут вдвое, но при этом изменится соотношение между скоростями прямой и обратной реакций:
υ1' = k1·2[N2O4] = 2υ1 и υ2' = k2·(2[NO2])2 = 4υ2. Таким образом, в результате увеличения давления скорость прямой реакции возросла только в 2 раза, а обратной - в 4 раза. Равновесие в системе нарушается, и обратная реакция будет преобладать над прямой – равновесие сместится влево, в сторону образования дополнительных количеств исходных реагентов.
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования... Уфимский государственный нефтяной технический университет... Библиотека студента УГНТУ КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ для студентов...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Лекция 8. Химическое равновесие
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Лекция 6. Химическая термодинамика
Ключевые слова: первый и второй законы термодинамики, стандартная теплота образования вещества, энтальпия, закон Гесса и следствия из него, энтропия, энергия Гиббса, направление хи
Лекция 7. Химическая кинетика
Ключевые слова: скорость химических реакций, закон действия масс, правило Вант-Гоффа, уравнение Аррениуса, энергия активации, гомогенный и гетерогенный катализ.
Лекция 10. Дисперсные системы. Поверхностные явления
Ключевые слова: дисперсионная среда, дисперсная фаза, адсорбция, поверхностно-активные вещества (ПАВ).
Дисперсные системы – гетерогенные системы, состоящие
Типы гетерогенных дисперсионных систем
(классификация по агрегатным состояниям)
Агрегатное состояние дисперсионной среды
Агрегатное состояние дисперсной фазы
газообразное
Диссоциация
Ключевые слова: электролиты, сольватация, степень диссоциации, константа диссоциации, ионная сила раствора, активность ионов, коэффициент активности, закон разбавле
Водородный показатель
Ключевые слова:ионное произведение воды, водородный показатель (рН), гидроксильный показатель (рОН), кислота, основание, расчеты рН в растворах кислот и оснований.
Расчет рН в растворах сильных и слабых кислот
1. Поскольку диссоциация сильной кислоты (HNO3, HCl, H2SO4, HI, HBr, HСlO4) протекает практически полностью, можно считать: [H+] = Скисл
Расчет рН в растворах сильных и слабых оснований
1. Диссоциация сильного основания (LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2) протекает практически полностью:
NaOH Na+ + OH
Лекция 14. Гидролиз солей. Буферные растворы
Ключевые слова: гидролиз, гидролиз по катиону, гидролиз по аниону, гидролиз по катиону и аниону, константа гидролиза(Кг),степень гидролиза(h),рH растворов солей, буферные растворы,
Лекция 15. Окислительно-восстановительные реакции
Ключевые слова: окислительно-восстановительные реакции (ОВР), степень окисления, окислитель, восстановитель, окисление, восстановление, метод электронного баланса, метод ионно-элек
Лекция 18. Общие свойства металлов
Ключевые слова: Металлическая связь, электронный газ, ряд активности металлов, активные металлы, металлы средней активности, благородные металлы, тугоплавкие металлы, «амфотерные»
Химические свойства металлов
Главным признаком металлов как химических веществ является их способность терять электроны при взаимодействии с другими атомами, проявляя восстановительные свойства. В соответствии с восстановитель
Применение коррозионно-стойких материалов.
3. Обработка коррозионной среды реагентами.В роли реагентов, замедляющих коррозию, выступают ингибиторы. В зависимости от природы металла и окружающей среды применяются различные и
Лекция 22. Полимеры
Ключевые слова: полимер, мономер, полимеризация, поликонденсация, пластмассы, эластомеры, каучуки, резины.
Высокомолекулярными соединениями (ВМС), или полимерами, называют
Лекция 23. Химическая идентификация, анализ вещества
Ключевые слова: химическая идентификация, качественный и количественный
анализ, аналитический сигнал, аналитическая реакция, групповой реагент,
специфические реак
Дополнительная
2.1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия: учебник для вузов – 4-е изд. испр. – М: Высшая школа, 2002. – 743 с.
2.2. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия: учебни
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов