химично равновесие
Всички химични реакции могат да бъдат разделени на 2 групи: необратимото реакцията, т.е. пристъпи към намаляването на най-малко един от реагентите и обратими реакции, в която нито един от реагентите не са напълно консумира. Това се дължи на факта, че обратима реакция може да се получи както в права и обратна посока. Един класически пример на обратима реакция може да служи като реакцията на синтез на амоняк от азот и водород:
В началото на реакцията на концентрацията на началните вещества в максимална система; в този момент и максималната ставка на реакцията напред. В началото на реакционната система при не повече реакционни продукти (в този пример - амоняк), следователно скоростта на обратна реакция е нула. Тъй като взаимодействието между изходни материали един с друг, техните концентрации са намалени, следователно, намалява скоростта на реакцията напред. Концентрацията на реакционния продукт се увеличава постепенно, следователно, се увеличава и скоростта обратна реакция. След известно време линията на скоростта става равен на реципрочната стойност на скоростта на реакцията. Това състояние на системата се нарича състояние на химично равновесие. Концентрацията на веществата в системата в състояние на химично равновесие, наречен равновесните концентрации. Количествена характеристика на системата в химическата равновесие е константата на равновесие.
За всяка обратима реакция A + B + б. # 8646; р P + Q Q + ... експресия химически равновесие константа (K) могат да бъдат написани като част, в която числителя са равновесните концентрации на реакционните продукти, както и знаменателят - равновесните концентрации на изходните материали, с концентрацията на всяко вещество, трябва да се повишава до мощност, равна на стехиометричното съотношение в реакция уравнение.
Трябва да се има предвид, че експресията на равновесната концентрация на постоянно равновесие включва само газообразни вещества или вещества в разтворено състояние. Концентрацията на твърди вещества се счита постоянна и не се записва в експресията на константата на равновесие.
Има две най-важни видове проблеми, свързани с изчисляването на параметрите на равновесие на системата:
1), известен началните концентрации на изходните материали; на условия на проблема може да се намери на концентрацията на вещества, които реагират (или образувани) в момента, когато балансът; задача е необходимо да се изчисли равновесните концентрации на всички вещества и цифровата стойност на константата на равновесие;
2), известен началните концентрации на изходните материали и константата на равновесие. В състоянието на Няма данни за концентрациите на нереагирали или образувани вещества. Задължително да се изчисли равновесни концентрации на реакционните партньори.
За решаването на тези проблеми трябва да се разбира, че равновесната концентрация на всички изходни вещества може да се намери чрез изваждане на първоначалната концентрация на концентрацията на нереагиралите вещества:
С = С първоначалното равновесие - С взаимодейства материал.
равновесната концентрация на реакционния продукт е концентрацията на продукта, образуван в момента, когато равновесието:
С = С, равновесието на получения продукт.
По този начин, за да се изчисли параметрите на равновесие на системата е много важно да се определи колко време на начало на равновесие взаимодейства изходен материал и се образува като продукт на реакцията. За определяне на размера (или концентрацията) на нереагиралите вещества и получените изчисления се извършват чрез взаимодействие на стехиометрично уравнение.
Пример 6.1 началните концентрации на азот и водород в равновесие система N2 + 3H2 # 8646; NH3 2 съответно 3 мол / л и 4 мола / л. В момента на възникване на химично равновесие в система 70% водород наляво от първоначалното количество. За определяне на равновесната константа на реакцията.
За да се изчисли константата на равновесие, трябва първо да се изчисли равновесните концентрации на всички реагенти и след това да ги замести в константата на равновесие.
От състояние задача означава, че в момента, когато балансът на 30% водороден взаимодейства (тип Т1):
4 мол / л Н2 - 100%
Както се вижда от уравнението на реакцията, азот е да реагира 3 пъти по-малък от водород, т.е. С proreag. (N2) = 1,2 мол / л. 3 = 0,4 мол / л. Амонякът се произвежда 2 пъти повече от азот взаимодейства:
Sobrazov. (NH3) = 2 х 0,4 мола / L = 0.8 мол / л
Равновесните концентрации на всички реагенти са както следва:
Пример 6.2 Изчислете равновесните концентрации на водород, йод и йодоводород в Н2 система + I2 # 8646; 2 HI, ако е известно, че първоначалната концентрация на Н2 и I2 са равни на 5 мол / л и 3 мол / л, съответно, и константата на равновесие е 1.
Трябва да се отбележи, че състоянието на тази задача (тип 2) в състояние, не казва нищо за концентрациите на реагирали изходни материали и получените от тях продукти. Следователно, за справяне с тези проблеми са обикновено концентрацията на вещество взаимодейства се взема като X.
Да предположим, че в момента на равновесие се превръща х мол / л Н2. След това, както следва от реакционни уравнения трябва да реагира х мол / л I2. и формира 2х мол / л HI. Равновесните концентрации на всички реагенти са както следва:
След това заменен експресията чрез концентрация XM равновесие във формулата за константата на равновесие и за решаване на получената уравнение.
4x 2 = 15 - 8x + х 2
3x 2 + 8x - 15 = 0
Физическата смисъла има само положителен корен х = 1,27.
Следователно, Comp. (Н2) = (5 - х) мола / L = 5 - 1.27 = 3.73 мол / л;
Comp. (I2) = (3 - х) мола / L = 3 - 1.27 = 1.73 мол / л;
Comp. (HI) = 2х мола / L = 2 · 1.27 = 2.54 мол / л.
Следваща (Таблица 7) са условията на задачите за "химически равновесие" за независими решения.