Необоротні реакції після завершення реакції не можуть утворювати вихідні речовини Zn + 2HNO3 ® Zn (NO3)2 + H2. Більшість відомих реакцій є оборотними.
N2 + 3H2 Û 2NH3
На початку швидкість прямої реакції (V1) велика, a V2 = 0, з часом V1 зміщується, a V2 збільшується. Коли V1 = V2 ( при t = const) наступає хімічна рівновага.
V1 = k1 [N2] [H2]3
V2 = k2 [NH3]2
При рівновазі:
V1 = V2
k1 [N2] [H2]3 = k2 [NH3]2
- константа хімічної рівноваги
mA + nB = pС + qD
- математичний вираз закону діючих мас.
Хімічна рівновага в оборотних реакціях при Т=const встановлюється тоді, коли відношення добутку концентрацій речовин що вступили в реакцію, дорівнює концентрації речовин, утворених в результаті хімічної реакції.
Направлення зміщення рівноваги в загальному вигляді визначається
принципом Ле - Шатальє. Якщо змінити одну з умов, при яких система знаходиться в рівновазі, то рівновага буде змінюватися у напрямку реакцій, протилежних зовнішніх дій.
Вплив концентрації реагуючих речовин, температури та тиску
Збільшення концентрації реагуючих вихідних речовин зміщує рівновагу вправо, продукт реакції зміщує рівновагу вліво. Підвищення температури приводить до взаємодії частинок, які мають підвищену енергію. Ця енергія називається енергією активації. Зовнішніми джерелами активації можуть бути теплота, світлове опромінення, електрична енергія.
Залежність const швидкості ( k ) хімічної реакції від температури виражається рівнянням Арреніуса:
де, kо - предекспоненціальний множувач ko = zp
z - число ударів за секунду
р - стеричний фактор, який виражає ступінь найбільш вигідної орієнтації частинок при ударах
l- основа натурального логарифма
Е - енергія активації
R - універсальна газова const
Т - абсолютна температура
Тиск впливає на хімічну рівновагу тільки для тих хімічних реакцій в яких є гази, підвищення тиску буде змінювати хімічну рівновагу в напрямку менших об’ємів.