Химическое равновесие

7. Факторы, влияющие на химическое равновесие

На химическое равновесие системы влияют концентрация, давление (для газообразных веществ), температура, а так же катализаторы.

8. Константа равновесия

Константа равновесия равна отношению, в числитель которого входит произведение равновесных концентраций продуктов реакции, а в знаменатель - произведение концентраций исходных веществ, при этом все значения концентраций берутся в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции. А так же константа равновесия равна отношению констант скоростей прямой и обратной реакции.

9. Смещение химического равновесия

Положение химического равновесия зависит от следующих параметров реакции: температуры, давления и концентрации. Влияние, которое оказывают эти факторы на химическую реакцию, подчиняются закономерности, которая была высказана в общем виде в 1885 году французским ученым Ле-Шателье.

Факторы влияющие на химическое равновесие:

1) температура

При увеличении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической (поглощение) реакции, а при понижении в сторону экзотермической (выделение) реакции.

CaCO3=CaO+CO2 -Q t↑ →, t↓ ←

N2+3H2↔2NH3 +Q t↑ ←, t↓ →

2) давление

При увеличении давления химическое равновесие смещается в сторону меньшего объёма веществ, а при понижении в сторону большего объёма. Этот принцип действует только на газы, т.е. если в реакции участвуют твердые вещества, то они в расчет не берутся.

CaCO3=CaO+CO2 P↑ ←, P↓ →

1моль=1моль+1моль

3) концентрация исходных веществ и продуктов реакции

При увеличении концентрации одного из исходных веществ химическое равновесие смещается в сторону продуктов реакции, а при увеличении концентрации продуктов реакции-в сторону исходных веществ.

S2+2O2=2SO2 [S],[O]↑ →, [SO2]↑ ←

Катализаторы не влияют на смещение химического равновесия!

10. Принцип ле – шателье (рассмотреть на пример)

Если система находится в равновесии, то при изменении одного из условий (темп., конц., давл.) равновесие смещается в сторону той реакции, которая противодействует произведенному изменению. N2(г)+3H2(г) <-> 2NH3(г) +Q

11. Катализаторы

Катализатор – это вещество, которое изменяет скорость химической реакции, но не входит в состав конечных продуктов. Катализаторы не влияют на состав равновесной реакционной смеси, но ускоряют реакцию, что сокращает время, необходимое для достижения химического равновесия. Есть катализаторы (положительные катализаторы) и ингибиторы (отрицательные катализаторы).

12. Гомогенный и гетерогенный катализ

При гомогенном катализе реагирующие вещества и катализатор образуют однофазную систему – газовую или жидкую, между катализатором и реагирующими веществами нет поверхности раздела. Для гомогенного катализа установлено, что скорость химической реакции пропорциональна концентрации катализатора.

При гетерогенном катализе реагирующие вещества и катализатор образуют систему из разных фаз. В этом случае между катализатором и реагирующими веществами существует поверхность задела. Обычно катализатор – твердое вещество, а реагирующие вещества газы или жидкости. Активность твердого катализатора зависит от свойств его поверхности (размера, химического состава, строения и состояния). Действие положительных катализаторов сводится к уменьшению энергии активации реакции, другими словами к снижению высоты энергетического барьера. При этом образуется активированный комплекс с более низким уровнем энергии, и скорость реакции сильно возрастает.