Enligt en av klassificeringarna som används för att beskriva kemiska processer finns det två typer av motsatta reaktioner - reversibla och
oåterkalleligt. En reversibel reaktion slutförs inte, d.v.s. inget av ämnena som kommer in i det är helt förbrukat och ändrar inte koncentrationen. En sådan process slutar med upprättandet av en balans eller kemisk jämvikt, som betecknas med ⇌. Men de direkta och omvända reaktionerna fortsätter och fortsätter, utan att stanna, så jämvikten kallas dynamisk eller mobil. Början av kemisk jämvikt indikerar att den framåtriktade reaktionen sker med samma hastighet (V1) som omvänd (V2), V1 \u003d V2. Om trycket och temperaturen är konstanta kan jämvikten i detta system vara i oändlighet.
Kvantitativt beskrivs den kemiska jämvikten av jämviktskonstanten, som är lika med förhållandet mellan konstanterna för direkta (K1) och omvända (K2) reaktioner. Det kan beräknas med formeln: K=K1/K2. Indikatorerna för jämviktskonstanten kommer att bero på sammansättningen av reaktanterna ochtemperatur.
Förskjutningen av kemisk jämvikt sker enligt Le Chateliers princip, som låter så här: "Om yttre faktorer verkar på ett system som är i jämvikt, då kommer balansen att störas och förskjutas i motsatt riktning mot denna förändring."
Låt oss överväga den kemiska jämvikten och villkoren för dess förskjutning med hjälp av exemplet på bildandet av en ammoniakmolekyl: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.
Med tanke på ekvationen för denna reaktion fastställer vi:
- direkt reaktion är en sammansatt reaktion, eftersom av 2 enkla ämnen bildas 1 komplex (ammoniak) och det omvända - sönderdelning;
- direkt reaktion fortskrider med bildning av värme, därför är den exoterm, därför är den omvända endoterm och fortsätter med absorption av värme.
Tänk nu på denna ekvation under förutsättning att vissa parametrar ändras:
- Förändring i koncentration. Om vi ökar koncentrationen av de initiala ämnena - kväve och väte - och minskar mängden ammoniak, kommer jämvikten att skifta åt höger för att bilda NH3. Om du behöver flytta den till vänster, öka koncentrationen av ammoniak.
- En ökning av temperaturen kommer att flytta jämvikten mot en reaktion där värme absorberas, och när den sänks frigörs den. Därför, om temperaturen höjs under syntesen av ammoniak, kommer jämvikten att skifta mot utgångsprodukterna, dvs. till vänster och med en temperatursänkning - till höger mot reaktionsprodukten
-
Om du ökartryck, då kommer jämvikten att skifta till den sida där mängden gasformiga ämnen är mindre, och med en minskning av trycket - till den sida där mängden gaser ökar. Vid syntesen av NH3 från 4 mol N2 och 3H2 erhålls 2 NH3. Därför, om trycket ökas, kommer jämvikten att röra sig åt höger, till bildandet av NH3. Om trycket minskas kommer jämvikten att skifta mot originalprodukterna.
kemisk jämvikt och villkor för dess förskjutning
Vi drar slutsatsen att den kemiska jämvikten kan störas genom att öka eller minska:
- temperatur;
- pressure;
- koncentration av ämnen.
När en katalysator införs i någon reaktion förändras inte balansen, d.v.s. kemisk jämvikt är inte störd.
