Хімічна рівновага

Оборотні реакції не доходять до кінця і завершуються встановленням хімічної рівноваги. Наприклад, у реакції синтезу амоніаку рівновага настає тоді, коли за одиницю часу утворюється стільки ж молекул амоніаку, скільки їх розпадається на азот і водень. Отже,

хімічну рівновагу можна визначити як такий стан системи реагуючих речовин, при якому швидкості прямої і зворотної реакцій дорівнюють одна одній.

У стані рівноваги пряма і зворотна реакції не припиняються. Тому така рівновага називається рухомою, або динамічною, рівновагою. А оскільки дія обох реакцій взаємно знишується, то в реагуючій суміші видимих змін не відбувається: концентрації всіх реагуючих речовин – як вихідних, так і тих, що утворюються, – залишаються чітко сталими.

Кількісною характеристикою хімічної рівноваги є її константа. Розглянемо це на прикладі взаємодії оксиду сульфуру(ІV) з киснем:

2SО₂ + О₂ ↔ 2SО₃.

Швидкість прямої реакції, згідно з законом дії мас, дорівнює:

v₁ = К₁ [SО₂]² [О₂],

швидкість зворотної реакції

v₂ = К₂ [SО₃]².

В момент встановлення хімічної рівноваги v₁ = v₂, тобто

К₁ [SО₂]² [О₂] = К₂ [SО₃]²,

= .

Відношення К₁/К₂ є також сталою величиною, тому останнє рівняння можна записати так:

К = .

Отже, в момент встановлення хімічної рівноваги відношення добутку рівноважних концентрацій продуктів реакції до добутку рівноважних концентрацій вихідних речовин є сталою величиною. Ця величина називається константою хімічної рівноваги.

Рівноважні концентрації – це концентрації, що встановлюються в стані хімічної рівноваги.

Константа хімічної рівноваги показує, що за умови рівноваги концентрації всіх речовин пов'язані між собою: в разі зміни концентрації будь-якої з реагуючих речовин змінюються концентрації всіх інших речовин. У результаті встановлюються новий стан рівноваги і нові концентрації, але співвідношення між ними залишаються незмінними, вони відповідають константі рівноваги.

Для гетерогенних реакцій у вираз константи рівноваги, аналогічно виразу закону дії мас, входять концентрації тільки тих речовин, які перебувають у газовій або рідкій фазі. Тому для реакції

СО₂ + С ↔ 2СО

вираз константи хімічної рівноваги запишеться так:

К = [СО]²/[СО₂].

Константа хімічної рівноваги визначає глибину перебігу процесу в момент досягнення стану рівноваги. Чим більша величина К, тим повніше взаємодіють речовини. Повнота перебігу процесу залежить від концентрації реагентів. Знаючи величину К, можна обчислити теоретично можливий вихід продуктів реакції. Величина константи хімічної рівноваги залежить від природи реагуючих речовин, температури і не залежить від тиску (в разі не дуже високого його значення), концентрації реагуючих речовин і продуктів реакції та від наявності або відсутності домішок.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Необоротні й оборотні реакції	\|	Принцип Ле Шательє

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.