Обратимость химических реакций. Химическое равновесие и способы его смещения: изменение концентрации реагирующих веществ, температуры, давления.

Реакции, протекающие при данных условиях как в прямом, так и в обратном направлении, называются обратимыми.

N₂ + 3H₂ 2NH₃ + Q

Одну из реакций называют прямой ( → ), другую обратной ( ← ). В таких реакциях сколько молекул образуется в единицу времени, столько и расходуется.

При изменении условий (температуры, давления и концентрации) состояние равновесия нарушается. Смещение химического равновесия определяется по принципу Ле Шателье:

если на систему, находящуюся в равновесии, оказывать какое-либо воздействие, то равновесие смещается в направление ослабления этого воздействия.

Рассмотрим смещение равновесия на примере окисления оксида серы (IV):

2SO₂ + O₂ 2SO₃ + Q

2V + 1V = 2V

1. Реакции идёт с выделением тепла, при повышении температуры равновесие смещается влево, то есть в сторону обратной реакции, так как это смещение ослабит воздействие температуры.

2. При повышении давления равновесие смещается в сторону реакции, ведущей к уменьшению объёма. Данная реакция идёт с уменьшением объёма: взаимодействуют 2 объёма оксида серы (IV) + 1 объём кислорода = 3 объёма, а образуется 2 объёма оксида серы (VI), поэтому равновесие сместится вправо.

3. При увеличении концентрации исходных веществ равновесие смещается в сторону прямой реакции (вправо).

Таким образом, чтобы сместить равновесие в данной реакции вправо, нужно: уменьшить температуру, увеличить концентрацию исходных веществ и увеличить давление.

Катализаторы в равной степени ускоряют как прямую, так и обратную реакции и поэтому не смещают равновесие, но ускоряют наступление равновесия.

 

 

Скорость химических реакций. Зависимость скорости от природы, концентрации веществ, температуры, катализатора.

Одни химические реакции протекают мгновенно (реакции обмена, взрыв горючих газов), другие – медленно (ржавление железа).

Условия, влияющие на скорость химических реакций:

Природа реагирующих веществ.

Металлы с одним и тем же веществом – водой – реагируют с различными скоростями:

Na+H₂O→ быстрая реакция; Mg+H₂O→ медленная реакция.

Концентрация реагирующих веществ.

С увеличением концентрации скорость реакции увеличивается, так как число столкновений между молекулами возрастает. Например, горение в чистом кислороде протекает значительно интенсивнее, чем в воздухе, где концентрация кислорода почти в пять раз меньше.

3. Поверхность реагирующих веществ.

С измельчением вещества скорость реакции увеличивается.

Повышение температуры.

При повышении температуры на каждые 10°С скорость большинства реакций увеличивается в 2-4 раза, так как возрастает скорость движения молекул и увеличивается вероятность их столкновения. Например, кислород при обычной температуре медленно окисляет многие вещества, а при повышении температуры начинается бурная реакция – горение.

Катализаторы.

Катализаторы – вещества, ускоряющие химические реакции, но сами при этом не расходуются.