20.Химическое равновесие. Константа химического равновесия. Принцип Ле Шателье.

Условие химического равновесия. Для любого химического процесса при некоторой темпер

атуре энтальпийный и энтропийный факторы уравниваются. Две противоположные тенденции уравновешивают друг друга, т. е. Н= TS. В этом случае соблюдается уравнение:

_rG° = _rH ° - T_rS ° = 0,

которое является термодинамическим условием химического равновесия.

Химическое равновесие имеет динамический характер. Когда скорость реакции в прямом направлении равна скорости реакции в обратном направлении, наступает состояние химического равновесия. В условиях химического равновесия концентрации исходных веществ и продуктов реакции не изменяются во времени называются равновесными концентрациями веществ. В дальнейшем равновесные концентрации будем обозначать символом вещества в квадратных скобках. Например, равновесные концентрации водорода и аммиака будут обозначаться [Н₂] и [NH₃].

Константа химического равновесия. При равновесии хи­мической реакции:

энергия Гиббса равна:

(3.12)

где [L], [M],, [D], [В] - равновесные концентрации соответствующих веществ;

l, m, d, b - показатели степени, равные стехиометрическим коэффициентам.

Отношение получило названиеконстанты химического равновесия (К_р):

Характер смещения равновесия под влиянием внешних воз действий можно прогнозировать, применяя принцип Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействие, то в результате протекающих в ней процессов равновесие смещается в таком направлении, которое ослабляет внешнее воздействие.

21.Растворы. Растворение как физико-химический процесс. Влияние температуры и давления на растворимость.

Раствором наз гомогенную систему переменного со­става, сост из двух или более инд-х вещ-в. Вещ-ва, сост-щие раствор, называют компонентами рас­твора. Компонентами раствора" явл раст-ль и раство­ренное вещ-о, равномерно распр-ное в раств-ле в виде молекул или ионов

Растворение как физико-химический процесс. В зависи­мости от растворителя бывают водные и неводные растворы. При растворении происходит химическое взаимодействие час­тиц растворяемого вещества с молекулами растворителя, в ре­зультате чего образуются соединения, называемые сольватами. Если растворителем является вода, то эти соединения называют гидратами

Про­цесс растворения кристаллических веществ в воде состоит из трех последовательных стадий, каждая из которых сопровожда­ется тепловым эффектом:

- стадия 1 - разрушение кристаллической решетки раство­ряемого вещества протекает с поглощением теплоты (_rH⁰₁ > 0);

• стадия 2 - взаимодействие частиц растворенного вещества с молекулами воды (гидратация) протекает с выделением тепло­ты (_rH⁰₂ < 0);

• стадия 3 - самопроизвольное перемешивание раствора или равномерное распределение сольватов (гидратов) в растворителе, связанное с диффузией и требующее затраты энергии, (_rH⁰₃ ^> 0).

тепловой эффект растворения _rH⁰ является алгебраической суммой трех тепловых эффектов:

_rH⁰ = _rH⁰₁ + _rH⁰₂ + _rH⁰₃

Раст-ть вещ-в. Влияние температуры и дав­ления на растворимость. Коэффициент растворимости веще­ства s - максимальная масса вещества, способная раствориться в 100 г воды при данной температуре с образованием насыщен­ного раствора.

Растворимостью также наз молярную концентрацию вещ-ва в его насыщенном растворе, или любой сп-б выра­жения состава насыщенного раствора при данной температуре.

Растворимость зависит:

1. от природы вещества;

2. природы растворителя;

3. агрегатного состояния веществ;

4. наличия посторонних примесей;

5. температуры;

6. давления (для газов).

Раствор-ть тв вещ-в при изм-и темп-ры зависит от знака теплового эффекта процесса раст-ния. Раст-ть газов увел-ся при понижении темпе­ратуры и зависит от давления газа над жидкостью. Эта зависи­мость выражается законом Генри: растворимость газа при по­стоянной температуре прямо пропорциональна давлению газа над раствором.