Химиялық тепе-теңдік .

Химиялық реакциялар қайтымды және қайтымсыз болып екіге бөлінеді. Қайтымды реакция деп бір-біріне қарама-қарсы екі бағытта жүретін реакияны айтады. Қайтымсыз реакциялар деп бір бағытта жүретін реакцияларды айтады. Мұндай реакция бастапқы заттардың біреуі немесе екеуі де таусылғанша ақырына дейін жүреді. Химиялық тепе-теңдік шарттары V-тарауда көрсетілгендей температураның бір мәнінде энтропиялық фактор энтропиялық факторға теңеседі, яғни бір-біріне қарама-қарсы шамалар өзара теңеседі . Бұл жағдайда химиялық тепе-теңдікте динамикалық шартты болып табылатын теңдеуі орындалады. Химиялық тепе-теңдік динамикалық сипаттамаға ие. Тура бағыттағы реакция жылдамдығы (уақыт және көлем бірлігінде түзілетін бөлшектер саны) кері бағыттағы реакция жылдамдығына тең.

Химиялық тепе-теңдік кезінде бастапқы және түзілетін заттардың концентрациялары өзгермейді және оларды тепе-теңдік концентрациялары деп атайды. Келешекте тепе-теңдік концентрацияларды заттың таңбасымен белгілеп, оларды [ ] алып жазамыз. Мысалы: Сутегі мен аммиактың тепе-теңдік концентрацияларын былай белгілейміз:[ Н₂] және [NH₃].

Химиялық тепе-теңдік тұрақтысы. Тепе-теңдік реакциялардың маңызды сипаттамасы – тепе-теңдік тұрақтысы. Оны шығару үшін қайтымды реакцияны қарастырайық: А+В↔С+D

Тура реакция жылдамдығын -V, ал кері реакция жылдамдығын V деп белгілейді. Массалардың әсерлесуі заңы бойынша алатынымыз:

Химиялық тепе-теңдік кезінде тура және кері реакциялардың жылдамдықтары өзара тең V=V болғандықтан теңдеуді былай жазуға болады.

өрнегін түрлендірсек:

k,k-шамалары берілген жағдайда тұрақты болғандықтан, олардың қатынасы да тұрақты шама болады. Оны осы реакцияның тепе-теңдік тұрақтысы деп атайды.

nA+mB→pC+dD типті реакциялар үшін стихиометриялық коэффициенттерді ескере отырып тепе-теңдік тұрақтысын былай өрнектейміз:

K=[C]^p [D]^d/[A] ⁿ [B]^m

Kелтірілген теңдеу тепе-теңдік күйдегі қайтымды реакцияға қолдануға массалардың әсерлесу заңымен математикалық өрнегі .

Tұрақты температурада (Т=const) қайтымды реакция үшін теңдеуді заттардың стихиометриялық коэффициенттері дәреже көрсеткіші түрінде көрсетіледі және тепе-теңдік тұрақтысы тұрақты шама болады. Мысалы аммиaкты синтездеу реакциясын қарастырайық:

N₂+3H₂↔2NH₃

Mассалардың әсерлесу заңының түрі былай болады:

K=[NH₃]/[N₂][H₂]

Гетерогенді реакцияларды тепе-теңдік тұрақтысын өрнектеу үшін қатты фазадағы заттардың концентрациясы ескерілмейді, мысалы:

Тепе-теңдік тұрақтысы реакция аяғына дейін жүруін сипаттайды. Егер К>>1 болса, онда реакцияны қайтымсыз деуге болады. Егер, К<<1 болса, онда реакция жүрмейді деуге болады және реакция өнімі түзілмейді.

Жүйенің тепе-теңдік күйіне заттардың концентрациясы , температура және егер реакцияға газ тәрізді зат кіретін болса, қысым әсер етеді. Осы үш жағдай тұрақты болса, жүйенің тепе-теңдік күйі өте ұзақ сақталады.

Осы жағдайдың бірі өзгерсе жүйенің тепе-теңдік күйі де жаңа тепе-теңдік күйге келгенше өзгереді. Осы өзгерісті химиялық тепе-теңдіктің ығысуы дейді.

Тепе - теңдіктің бір жағдай өзгерген кезде ығысуының бағытын жалпы түрде Ле-Шателье принцепі бойынша анықтауға болады:

Тепе-теңдік күйде тұрған жүйенің бір жағдайы өзгерсе, тепе-теңдік сол өзгерісті әлсірететін реакция жүретін бағытта ығысады. Бұл принципті химиялық тепе-теңдіктің ығысуына температура, қысым (газдар үшін) және заттардың концентрациясы өзгеруі арқылы нақтылауға болады.

Температура әсері тепе-теңдік тұрақтысы реакцияның жылдамдық тұрақтысы тәрізді әрекеттесуші заттардың табиғатына және температураға тәуелді. Тепе-теңдік тұрақтысының температураға байланыстығын мынадай қарапайым теңдеу арқылы көрсетуге болады: өрнектегі орнына шамасын қойсақ,

Бұл термодинамиканың негізгі теңдеуі, ол массалардың әсерлесу заңын (К) реакцияның жылу эффектісін энтропия өзгерісін температураны (Т) және жүйенің Гиббс энергиясының өзгерісін ( ) байланыстырады.

Химиялық реакция жылдамдығьша әсер ететін факторларды қарастырайық.

Бақылау сұрақтары

1. Қайтымды реакциялар

2. Тіке және кері реакциялар

3. Химиялық тепе-теңдік

4. Ле-Шателье принципі.

5. Жылжымалы немесе динамикалық тепе-теңдік

6.Тепе-теңдіктің ығысуы

Негізгі және қосымша әдебиет

Негізгі әдебиет

1. Ахметов Н.С. «Жалпы және бейорганикалық химия». Баспа «Жоғары мектеп». М. 2005 г.

2. Глинка Н.Л. «Жалпы химия» - И. Интеграл-пресс. 2003.

3. Некрасов Б.В. «Жалпы химияның негіздері» т.1,2,3. Химия –М 1976 г.

4. Н.Н. Нурахметов, М.Б. Муратбеков, Ә.К. Тәшенов «Бейметалдар химиясы», Алматы, «Қазақуниверситеті», 2009 ж.

5. Н.Н. Нурахметов, Ә.К. Тәшенов «Бейметалдар химиясы», Алматы 2011 ж.

22. Бiрiмжанов Б., Нұрақметов Н. Жалпы химия. Алматы. Ана тiлi. 1992.

23. Ақанбаев Қ. Химия негiздерi. Алматы.: Мектеп. 1987.

24. Бегалиева Ж., Самыратов С., Қолұшпаева А. Химия курсы. Алматы.: ҚазКҚА. 2002, 292 б.

Қосымша әдебиет

2. Кусепова Л.А., Кусепов А.К. «Практикум по общей химии», ЕНУ 2003

3. Нурпейсова Д.Т. Лабораторный практикум по общей химии, Астана 2008

	Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті	Күні: _______ 2011 ж.	Басылым: бірінші
	Дәріс	ЕҰУ	5-бет

Дәріс 9