Химическое равновесие
Из данной статье вы узнаете, что такое химическое равновесие. Если реакция идет с поглощением теплоты, то при повышении температуры равновесный выход продукта увеличивается.
Изображение взято из открытого источника яндекс.картинки
Если реакция идет с выделением теплоты, то повышение температуры приводит к понижению равновесного выхода.
Если реакция идет с изменением объема, то при повышении давления равновесие смещается в сторону образования веществ, занимающих меньший объем.
Если объем не изменяется, то изменение давления не влияет на их равновесие.
Можно увеличить степень превращения одного из исходных веществ, вводя другое реагирующее вещество в избытке по сравнению со стехнометрическим веществом.
Все способы смещения равновесия охватываются общим принципом, открытым Ле Шателье в 1884 г., если какая-либо из переменных, определяющих состояние равновесия, изменяется, то равновесие сдвигается таким образом, чтобы содействовать уничтожению изменения. Так, при нагревании равновесной системы в ней возникают изменения, связанные с поглощением теплоты (противодействующие повышению температуры). При увеличении давления возникают изменения, вызывающие изменение объема системы (противодействующие повышению концентрации).
Химическое равновесие, температура разложения твердых веществ при различном давлении (в ᴼС).
Реакции | Р, мм рт. Ст. | |||
100 | 300 | 500 | 750 | |
NH4Cl NH3+HCl | 260 | 306 | 324 | 340 |
CaCO3 CaO+CO3 | 762 | 837 | 870 | 898 |
Ca(OH)2 CaO+H2O | 450 | 490 | 524 | 540 |
Fe2(SO4)3 Fe2O3 +3SO3 | 628 | 681 | 687 | 700 |
Скорость химических реакций
Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ можно выразить кинетическим уравнением. В общем виде эта зависимость была сформулирована в 1867 г.Гульдбергом и Вааге: скорость химических реакций прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. Для реакции
nA + mB = pC + rD
скорость реакции равна:
v=k *CmА * СmВ ,
где к – константа скорости, или коэффициент пропорциональности, СА – концентрация вещества А, СВ – концентрация вещества В, n и m стехнометрические коэффициенты в уравнении реакции.
Сумма показателей степеней в этом уравнении называется порядком реакции. Порядок реакции, уравнение которой написано выше, равен n + m.
Для реакции H2 + 12 = 2HI; v = k * cH2 * c1,
Порядок реакции равен 2.
Как показывает опыт, порядки реакций не превышают трех. Стехнометрические коэффициенты реакций большей частью не совпадают с показателями степеней в кинетических уравнениях, так как многие реакции представляют собой совокупность ряда элементарных процессов.
При повышении температуры на 10ᴼ С скорость большинства реакций увеличивается в 2-4 раза.
Реакции, в которых все вещества (вступающие в реакцию и продукты реакции) образуют однородную смесь, называются гомогенными, остальные – гетерогенными. Скорость гетерогенных реакций пропорциональна величине поверхности соприкосновения реагирующих веществ.
Теперь вы знаете, что такое химическое равновесие.