Кинетическое равновесие устанавливается при равенстве скоростей прямой и обратной реакции.

2. Константа равновесия

Поскольку скорость реакций зависит от концентраций реагирующих веществ (6.4) равновесие может установиться при разных равновесных концентрациях исходных реагентов и продуктов реакции. Очевидно, что если концентрации продуктов выше концентраций исходных веществ, то положение равновесия будет ближе к продуктам и наоборот. Большое значение в положении равновесия имеют и значения констант скоростей прямой и обратной реакций. Если константа равновесия прямой реакции больше константы скорости обратной, то независимо от величин равновесных концентраций исходных веществ и продуктов реакции, положение равновесия будет смещено в сторону продуктов. Это утверждение докажем, используя основной закон химической кинетики для реакции :

скорость простой прямой реакции будет равна: v_пр=k₁ ,

скорость простой обратной реакции: v_об=k_-1 ,

Условие равновесия: v_пр = v_об, откуда получаем выражение для константы равновесия

K_p = (6.11)

Здесь под знаком произведения стоят равновесные концентрации, которые в состоянии равновесия не меняются во времени. Поэтому константа равновесия есть величина постоянная и не зависящая от концентраций участников реакции. Значение K_p определяется только их видом (то есть значениями и ) и зависит от температуры.

3. Смещение равновесия. Принцип Ле-Шателье

П

Анри Луи Ле Шателье (фр. Henri Louis Le Chatelier; 1850—1936,) — французский физик и химик.

оложение 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 1884 году французским ученым Ле-Шателье.

Принцип Ле Шателье — Брауна — если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-нибудь из условий (температуру, давление, концентрацию), то равновесие смещается таким образом, чтобы компенсировать данное воздействие.

Таким образом, изменяя эти параметры мы можем влиять на положение равновесие, то есть смещать его в ту или иную сторону. Рассмотрим это утверждение на примере экзотермической реакции образования аммиака:

3Н_2г + N_2г  2NН_3г + Q (6.12)

1. Влияние концентрации

При увеличении концентрации исходных веществ (Н₂ или N₂), равновесие смещается вправо, увеличиая концентрацию NН₃ равновесие смещаем влево.

Получение аммиака в промышленных условиях осуществляют при высоких давлениях (порядка 500 атм.), при этом NН₃ находится в жидкой фазе и легко удаляется из зоны реакции, что приводит к постоянному смещению равновесия впрово.

2. Влияние давления

Повышение давления сдвигает равновесие в направлении образования веществ (исходных или продуктов) с меньшим объемом при понижении давления наоборот. Из примера реакции (6.12) следует, что повышая давление, мы смещаем равновесие в сторону образования аммиака (исходных вещест 4 об., продуктов – 2).