ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

Индивидуальное домашнее задание № 4

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА.

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

Скорость химических реакций Скорость гомогенной химической реакции измеряется изменением концентрации веществ, вступивших в реакцию или образующихся в результате реакции за единицу времени: DС_М V = ± ¾¾¾ , моль/(л•с) (7.1) Dt Скорость реакции не остается постоянной вследствие непрерывного изменения концентрации реагирующих веществ или продуктов реакции и выражение (7.1) характеризует среднюю скорость в течение временного отрезка t. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ описывается законом действия масс(законом Гульдберга – Вааге):при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. Для реакции аА + bB ® cC + dD V = k • С_A^a • С_B^b , (7.2) где k – константа скорости химической реакции, а и b – стехиометрические коэффициенты, С – молярная концентрация. При проведении реакции в газовой фазе увеличение или уменьшение давления соответственно увеличивает или уменьшает концентрацию реагирующих веществ, что и определяет зависимость скорости реакции от давления. В случае гетерогенных реакций концентрации веществ, находящихся в твердой фазе, представляют собой постоянную величину и в уравнение закона действия масс не включаются. Зависимость скорости реакции от температуры определяется правилом Вант-Гоффа, согласно которому скорость реакции возрастает в 2–4 раза при повышении температуры системы на 10 градусов (t₂–t₁)/10 V₂ = V₁• g (7.3) где V₁– скорость реакции при температуре t₁; V₂ – скорость реакции при температуре t₂; g – температурный коэффициент (как правило, g = 2 – 4)

Химическое равновесие Необратимыми называют химические реакции, в результате которых исходные вещества практически полностью превращаются в продукты реакции. Необратимые реакции могут протекать только в одном направлении. Обратимыми называют химические реакции, идущие одновременно в двух противоположных направлениях, в результате чего в реакционной смеси присутствуют как продукты реакции, так и исходные вещества. В момент, когда скорость прямой реакции (синтез продуктов) становится равна скорости обратной реакции (разложение продуктов с образованием исходных соединений), в системе устанавливается химическое равновесие. Химическое равновесие характеризуется следующими признаками: – при отсутствии внешних воздействий состояние системы остается неизменным во времени; – внешние воздействия на систему приводят к изменению ее состояния пропорционально оказанным воздействиям; – состояние системы будет одинаковым независимо от того, с какой стороны она подходит к равновесию. Количественной характеристикой химического равновесия является константа равновесия (К), представляющая собой отношение констант скорости прямой и обратной реакций. По величине константы равновесия можно судить о степени превращения исходных соединений в продукты реакции. Для реакции aA + bB Û cC + dD k₁ [C]^c• [D]^d K = ¾¾ = ¾¾¾¾ (7.4) k₂ [A]^a• [B]^b где k₁, k₂ – константы скорости прямой и обратной реакций соответственно; [A], [B], [C], [D] – равновесные концентрации соединений A, B, C, D; a, b, c, d – стехиометрические коэффициенты в уравнении. При изменении внешних условий система переходит из одного состояния равновесия в другое, отвечающее новым условиям. Это связано с тем, что при внешнем воздействии на систему в разной степени изменяются скорости прямой и обратной реакций. Влияние изменений условий на положение равновесия определяется принципом Ле-Шателье: при всяком внешнем воздействии на систему, находящуюся в состоянии химического динамического равновесия, в ней протекают процессы, приводящие к уменьшению оказанного воздействия.

12 Следующая ⇒