9.2 Способы смещения равновесия

Принцип Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, производится внешнее воздействие (изменяются концентрация, температура, давление), то оно благоприятствует протеканию той из двух противоположных реакций, которая ослабляет это воздействие

1. Влияние концентраций компонентов системы.

СН₄ + 2Н₂О_(г) = СО₂ + 4Н₂ ,

Если в систему добавить метан, то равновесие нарушается, ускорится прямая реакция, что приведет к увеличению СО₂ и Н₂ и уменьшению Н₂О, то есть равновесие смещается вправо. Процесс будет протекать до тех пор, пока не установится новое равновесие. Новое равновесие концентраций будут такими, чтобы соотношения между ними, определяемое константой равновесия, оставалось постоянным. Если в систему ввести дополнительное количество СО₂, то в соответствии с принципом Ле Шателье равновесие сместится влево.

2. Влияние общего давления в системе. Если в результате реакции изменяется число молей газообразных веществ, то изменение общего давления в системе вызывает смещение равновесия. В соответствии с принципом Ле Шателье увеличение общего давления в системе вызывает смещение равновесия в сторону уменьшения числа молей газообразных веществ, то есть в сторону уменьшения давления. Для данной реакции – смещение влево (слева _i=3, справа _i=5).

3. Влияние температуры. С увеличением температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, то есть реакций, протекающих с поглощением теплоты. Для рассматриваемой реакции равновесие смещается в правую сторону (Н>0), а для экзотермической реакции

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О ,

(Н<0) – в левую сторону.

4) катализаторы не влияют на положение равновесия.

Из вышесказанного ясно, что равновесие можно сдвигать, изменяя условия. Чтобы качественно определить, в какую сторону оно сместится, можно воспользоваться принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии оказывается внешнее воздействие, то равновесие смещается в том направлении, которое ослабляет внешнее воздействие.

9.3 Химическое равновесие в гетерогенных системах

Химические реакции, протекающие на границе раздела фаз, называются гетерогенными химическими реакциями. Если скорости прямой и обратной гетерогенных реакций равны, то наступает гетерогенное химическое равновесие:

С_(к) + 2Н₂О СО₂ + 2Н_{2 ,} (а)

МО_(к) + Н₂ М_(к) + Н₂О, (б)

СаСО₃ СаО_(к)+СО_{2 .} (в)

Условие гетерогенного химического равновесия – равенство нулю изменения энергии Гиббса:

К онстанты гетерогенного химического равновесия, приведенных выше химических реакций:

В

(9.7)

уравнения констант гетерогенного химического равновесия не входят никакие члены, относящиеся к твердым веществам, участвующим в прямой и обратной реакциях.

Константа гетерогенного химического равновесия зависит от температуры, при повышении температуры:

t

Твердые исходные вещества и продукты реакции не влияют на смещение гетерогенного химического равновесия.