Закон діючих мас 7


Скачати 269.01 Kb.
Назва Закон діючих мас 7
Сторінка 5/7
Дата 20.03.2013
Розмір 269.01 Kb.
Тип Закон
bibl.com.ua > Химия > Закон
1   2   3   4   5   6   7

1.7. Хімічна рівновага


При вивченні основних закономірностей рівноважних процесів насамперед розглядають поняття про оборотні і необоротні реакції і оборотність хімічних процесів.

Необоротними хімічними реакціями нази­ваються реакції, які відбуваються лише в одному напрямі. З погляду термодинаміки, відповідно до рівняння для ізобарного потенціалу ∆G=∆H-T∆S необоротні процеси відбуваються із зменшенням ентальпії (—∆H) і збільшенням ентропії (+∆S). Це означає, що ізобарний потенціал ∆G за будь-яких умов (концентрація реагуючих речовин і температу­ра) завжди матиме від'ємне значення і реакція відбуватиметься тільки в одному напрямі.

До необоротних реакцій належать, наприклад, розкладання пер­манганату калію при нагріванні:

2КМп04 = К2МпО4 + МпО2 + 02, розкладання бертолетової солі за рівнянням

2КС103=2КС1+302,

або взаємодія лужних металів з водою за рівнянням

2К + Н2О = 2КОН + Н2

та багато інших процесів.

Оборотними називаються реакції, які можуть відбуватися в прямому і в зворотному напрямах. Оборотні реакції відбуваються, як правило, із зменшенням ентальпії (—∆H )і ентропії (—∆S) системи. З рівняння ∆G=∆H-T∆S видно, що залежно від температури величина ізобарного потенціалу ∆G може мати або від'ємне (переважає ентальпійний фак­тор), або при високих температурах додатне значення (переважає ентропійний фактор). Для таких процесів за певних умов можлива пря­ма реакція або зворотна.

До оборотних реакцій належить, наприклад, взаємодія кисню з воднем:

22⇄2Н2О

Справді, при температурах 800—1500° С кисень з воднем утворюють воду, взаємодіючи досить бурхливо. При температурах 3000—4000е С навпаки, вода розкладається з утворенням Н2 і О2. Взаємодія йоду з воднем за рівнянням

Н2 + І2 ⇄2НІ

відбувається при температурах 300—400° С. При тих самих температуpax можлива і зворотна реакція розкладання йодоводню.



Більшість хімічних реакцій є оборотними, тобто можуть відбува­тися в прямому і зворотному напрямах. Одні реакції відбуваються за умов, в яких зворотна ре­акція неможлива (взаємодія Н2 і О2), для інших можливий перебіг як прямої, так і зво­ротної реакцій (взаємодія Н2 і І2). В обох наведених прик­ладах можна виявити зворотну реакцію і навіть виміряти швидкості прямої і зворотної реакцій. Є також умови,


Рис. 4. Зміна швидкості прямої V1 та зворот­ної V2 реакцій.
за яких одночасно відбуваються пряма і зворотна реакції. Проте відомі процеси, для яких виміряти швидкість зворотної реакції неможливо і тому мож­на лише говорити про оборот­ність процесу. Якою мірою той чи інший процес оборот­ний залежить від природи реагуючих речовин і умов, за яких відбувається реакція

Розглянемо докладніше оборотні реакції, які одночасно за певних умов відбуваються в обох напрямах. До таких реакцій, як уже зазначалось, належить взаємодія Н2 і І2 при 300—400° С:

Н2 + І2 ⇄2НІ

У перший момент швидкість прямої реакції



визначається початковими концентраціями вихідних речовин. Швидкість зворотної реакції при цьому дорівнює нулю. В міру взаємодії Н2 і I2 і утворення НІ швидкість прямої реакції зменшуватиметься, а швидкість зворотної реакції



зростатиме. Через деякий час швидкості прямої і зворотної реакцій зрівняються (рис. 4). При цьому кількість утворених молекул НІ дорівнюватиме кількості молекул НІ, яка розклалася. Тобто концен­трації всіх речовин у момент, коли швидкості прямої і зворотної реакцій однакові, не змінюються. Такий стан реакційної системи називається хімічною рівновагою. При хімічній рівновазі склад системи не змінюється, оскільки в системі відбувається хімічна взаємодія в обох напрямах з однаковою швидкістю. Тому хімічна рів­новага має також назву динамічної рівноваги.

У момент хімічної рівноваги, коли швидкості прямої і зворотної реакцій однакові, можна записати:



або

=

звідки



При даній температурі константи швидкості k1 і k2 є величини сталі, тому їх відношення К. = k1/k2 теж величина стала. Тоді

, (7)

де K— константа хімічної рівноваги. Квадратними дужками позначають рівноважні концентрації речовин.

У виразі для константи рівноваги (7) у чисельнику записують концентрації продуктів реакції, а у знаменнику - концентрації реагуючих речовин, причому беруть рівноважні концентрації. Для зворотної реакції

аА+bВeE+dD константа рівноваги

, (8)
У вираз константи хімічної рівноваги, як і у вираз константи швид­кості, концентрації входять у степенях, які дорівнюють стехіометрич­ним коефіцієнтам у рівнянні реакції.

Рівняння (8) є одним з виразів закону діючих мас.

Слід зауважити, що закон діючих мас справедливий і для гетерогенних систем, але тільки для однорідних їх частин. Наприклад, для гетерогенної системи

С(т) + СО2 (г) ⇄ 2СО(г)

у відповідності до закону діючих мас для швидкості прямої реакції можемо записати:

.

Вираз константи рівноваги для даної системи буде мати вигляд:



Константа хімічної рівноваги показує, що в момент рівноваги від­ношення добутку рівноважних концентрацій продуктів реакції до добутку рівноважних концентрацій реагуючих речовин є величиною сталою при Т == const. Тобто незалежно від початкових концентрацій рівновага в системі встановлюється завжди при тому самому від­ношенні концентрацій продуктів реакції і реагуючих речовин. Це співідношення не залежить від того, які речовини беруться як вихідні, наприклад Н2 + I2 або НІ.

Отже, константа рівноваги не залежить від концентрації речовин, а залежить від природи реагуючих речовин і температури реакції.
1   2   3   4   5   6   7

Схожі:

ІНФОРМАЦІЙНА КАРТКА на
«Висновок державної санітарно-епідеміологічної експертизи діючих об’єктів» (назва документа дозвільного характеру)
Ґ ендер і мас-медіа: репрезентація жіночих образів у ТВ рекламі
Такі трансформації супроводжуються необхідністю формування демократичної культури суспільства і її невід'ємного елементу ґендерной...
Тема: Введення в хімію високомолекулярних сполук
Опишіть методики визначення молекулярних мас полімерів (кріоскопія, ебуліоскопія, осмометрія, метод кінцевих груп, ультрацентрифугування,...
Що зображують на тектонічних картах?
Охарактеризуйте повітряні маси, які впливають на формування погод на території України. Опишіть типові зимові й літні погоди, що...
RETRO 2010 02 — 06. 07. Crimea, Ukraine
Народна мова – на противагу літературній, жива мова народних мас, відома в усному вживанні, як розмовна мова чи як мова фольклорних...
Номенклатура конструкторських документів
Обсяг необхідної документації визначається розробником відповідно до вимог діючих регламентів і стадією проектування залежно від...
Рішення, прийняті на засіданні
Про безоплатну передачу двох діючих черг біологічних очисних споруд промпобутових стоків на вулиці Херсонській з балансу НКП «Західне»...
НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК
Матеріал відповідає вимогам діючих нормативних документів у галузях метрології, стандартизації, сертифікації і технічного регулювання,...
План урока Слайд
Атлантичного океану; вдосконалити практичні уміння ха­рактеризувати кліматичні умови океану, властивості водних мас, природні багатства,...
1. Суть економічної системи та її основні елемент
Сучасна економічна наука визначає економічну систему як сукупність усіх економічних процесів, що відбуваються в суспільстві на основі...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка