Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Смещение положения химического равновесия
Равновесие, установившееся в химической системе, может быть смещено под воздействием различных внешних факторов. Общим принципом, определяющим результат внешнего воздействия и любую равновесную систему (и не только химическую), является принцип адаптивных перестроек, в химии называемый принципом Ле Шателье—Брауна. Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказывается какое-либо внешнее воздействие, то равновесие смещается таким образом, чтобы уменьшить это воздействие. Рассмотрим эти факторы: Концентрация. Изменение концентраций реагентов или продуктов реакции не влияет на величину константы равновесия. Однако если к равновесной системе добавить один из ее компонентов (т.е. увеличить его концентрацию), согласно принципу Ле Шателье—Брауна произойдет сдвиг равновесия в сторону уменьшения количества вещества добавленного компонента. Смещение равновесия можно провести несколькими способами: · при выведении из равновесной системы одного из ее компонентов смещение равновесия приводит к его образованию. Таким образом, непрерывно выводя продукты из реакционной смеси, можно постоянно удерживать систему в неравновесном (несбалансированном) состоянии. Это позволяет, вводя все новые количества реагентов, получать непрерывно соответствующие продукты. Предложенный способ проведения реакции осуществим, если один из продуктов реакции может выделяться в виде газа, конденсироваться или вымораживаться из газовой фазы в виде жидкости или твердого вещества, вымываться из газовой смеси потоком жидкости, в которой он обладает повышенной растворимостью, либо осаждаться из газа или раствора. · увеличение концентрации другого, менее ценного исходного вещества с целью более полного использования ценного исходного соединения. В качестве примера рассмотрим реакцию, приводящую к образованию карбида кальция при нагревании твердого оксида кальция и кокса (углерода) в электрической печи: СаО(тв) + 3С(тв:) → СаС2(тв) + CO(г)↑ Значение константы равновесия этой реакции при температуре ~2500°С близко к единице. Однако удаление из реакционной системы газа приводит к уменьшению концентрации продуктов реакции. Это благоприятствует протеканию прямой реакции.
При промышленном получении белого пигмента диоксида титана осуществляется реакция между газообразными тетрахлоридом титана и кислородом: ТlСl4(г) + O2(г) → TiO2(тв) + 2Сl2(г)↑ Продукт отделяют от реакционной газовой смеси в виде тонкоизмельченного порошка ТiO2. Уменьшение концентрации продуктов реакции и в этом случае сопровождается преимущественным протеканием прямой реакции. Увеличение концентраций исходных веществ и уменьшение концентраций продуктов смещает химическое равновесие вправо, а увеличение концентраций продуктов и уменьшение концентраций исходных веществ — влево. Давление. При постоянной температуре константа равновесия не изменяется при изменении давления. Однако соотношение количества вещества реагентов и продуктов при изменении давления может измениться за счет смещения равновесия в направлении, соответствующем принципу Ле Шателье — Брауна. Влияние давления на равновесные системы, в составе которых нет газов, пренебрежимо мало. Если в химическом равновесии принимают участие газы и количество вещества газообразных веществ в правой и левой части соответствующего химического уравнения различаются, при повышении давления равновесие смещается в сторону меньшего количества вещества газообразных веществ. В соответствии с этим принципом при понижении давления равновесие смещается в сторону образования большего количества вещества газообразных веществ. Следует отметить, что увеличение объема равновесной системы равноценно уменьшению давления, а уменьшение объема — увеличению давления Рассмотрим одну из реакций с участием газов: N2O4(г) D 2NO2(r) Константа равновесия этой реакции имеет следующий вид: ; Парциальные давления газов (р) связаны с полным давлением системы (Р) следующими соотношениями: где χ — молярные доли соответствующих газов. Подставив выражения для парциальных давлений в уравнение для константы равновесия, получим При постоянной температуре правая часть уравнения тоже постоянная величина. Следовательно, если полное давление Р в системе возрастает то отношение должно уменьшится. Это означает, что доляχ(NO2) будет уменьшаться, а доляχ(N2O4) – увеличиваться, другими словами, буди протекать обратная реакция.
Температура. Зависимость положения химического равновесия от температуры определяется тепловым эффектом реакции. При повышении температуры мы привносим в систему тепло, поэтому согласно принципу Ле Шателье—Брауна происходит смещение равновесия в сторону эндотермической реакции. Если же мы понижаем температуру, равновесие смещается в сторону экзотермической реакции. Рассмотрим взаимодействие между водородом и иодом: Н2(г) + I2(г) D2НI(г) Данная реакция является эндотермической (∆Н> 0). Понижение температуры вызовет смещение равновесия в сторону обратной реакции. Наоборот, повышение температуры создаст более благоприятные условия для протекания прямой реакции (образование HI). Таким образом, можно заключить, что равновесие смещается в ту сторону, которая компенсирует эффект поступления тепла извне (повышение температуры) либо эффект его отвода (понижение температуры). Если прямая реакция в равновесной системе является экзотермической (∆Н <0), то при повышении температуры константа равновесия уменьшается. Если же прямая реакция — эндотермическая, то при повышении температуры константа равновесия увеличивается. Катализатор. Катализатор — вещество, которое увеличивает скорость химической реакции. В обратимой, протекающей в обоих направлениях, реакции катализатор в одинаковой степени увеличивает скорость и прямой, и обратной реакции. Отметим, что катализатор не оказывает влияния на концентрации продуктов и реагентов, а также на константу равновесия. Его влияние сказывается только на скорости, с которой достигается это равновесие. Константа равновесия является функцией температуры, но не зависит от концентрации реагентов или продуктов, давления, а также от наличия или отсутствия катализатора. В таблице суммировано влияние различных факторов на равновесие (принцип Ле Шателье—Брауна) для реакции а А+ b ВD с С + d D; ∆Н > 0 (а + b > с + d).
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2022-01-22; просмотров: 33; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 13.59.217.167 (0.005 с.) |