|
6 глава. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
25-§ Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие
В закрытый сосуд поместили газы азот и водород. При наличии определённых условий молекулы азота и водорода взаимодействуют друг с другом и образуют молекулу аммиака.
N2 + ЗН2 ►2NH3
В результате в сосуде будет уменьшение количества азота и водорода, с увеличением количества аммиака, что снизит вероятность взаимодействия молекул азота и водорода друг с другом. Теперь, вместо образования аммиака из азота и водорода, молекулы аммиака будут разлагаться с образованием молекул азота и водорода. То есть реакция протекает в обратном направлении.
2NH3—>-N2 + ЗН2
Исходя из этого, мы можем разделить химические реакции на 2 группы:
1. Обратимые реакции 2. Необратимые реакции.
Необратимыми реакциями называются реакции, протекающие только в прямом направлении, и в которых вступающие в реакцию начальные вещества полностью превращаются в конечные продукты. Необратимые реакции это такие реакции, в которых образующиеся в результате реакции продукты, разлагаясь или взаимодействуя друг с другом, не образуют исходных веществ. Из продуктов, образованных, в реакции меди с концентрированной азотной кислотой, то есть из оксида азота (IV), нитрата меди (II) и воды нельзя получить обратно металлическую медь:
Си + 4HNO3 ^Cu(NO3)2 + 2NO2f + 2Н2О
Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O / >
А также полученный из железа и серы сульфид железа (II) не разлагается, при этой же температуре, на металл и серу.
Fe + S ► FeS Поэтому эти реакции считаются необратимыми. Они
FeS—у/ > идут до тех пор, пока не кончится один из исходных
веществ, то есть до конца.
Реакции будут необратимыми в следующих случаях:
Из системы реакции в качестве продуктов выделяется газ или выпадает осадок:
СаС12+ H2SO4 *-CaSO4^ + 2НС1
к2со3 + 2НС1 ►гка + co2f + н2о
Продуктом реакции является малодиссоциируемое вещество, например вода,
NaOH + НС1 ► NaCl + Н2О
В результате реакции выделяется большое количество энергии, например при горении магния:
2Mg + О2 >-2MgO ДН = -602,5 кДж/моль
Обратимыми реакциями называются реакции, протекающие одновременно в двух противоположных направлениях.
В обратимых реакциях химический процесс протекает и в противоположном направлении. То есть, одновременно образуются и продукты, и исходные вещества из продуктов реакции. В уравнениях обратимых реакций между правым и левым частями уравнения ставят две стрелки, направленные в противоположные стороны. Оксид серы (IV), взаимодействуя с водой, образует сернистую кислоту:
SO2 + H2(X->-H2SO3
В этой реакции с увеличением количества образующегося сернистой кислоты в растворе, начинает протекать и обратная реакция.
H2SOr«-^SO2 + H2O
Реакция, протекающая слева направо, называется прямой реакцией, справа налево - обратной реакцией.
После начала реакции количество начальных веществ уменьшается, а количество продуктов увеличивается. При этом скорость прямой реакции будет высокой. С увеличением количества продуктов, скорость обратной реакции будет увеличиваться, после определённого времени, с уравнением скоростей этих реакций, наступает химическое равновесие. Состояние, при котором скорости прямой и обратной реакции равны, называется химическим равновесием. Химическое равновесие происходит в обратимых реакциях, неуместно говорить о равновесии в необратимых реакциях.
аА + ЬВ = сС + dD
u„p =k1.[A]*.[B]b
8 - Общая химия, 11-класс
Поб. =к2-[С]с -[О]"
"пр. “"об.
ki-[A]“.[B]b=k2.[C]c.[D]d
k,-[C]c.[D]d
— Г”
кг [А]'. [В]1’
Кр - константа равновесия.
«1 - скорость прямой реакции, и 2 - скорость обратной реакции (ui= о2) к\ и ki -константы прямой и обратной реакций.
[А], [В], [С] и [D] концентрации веществ, а, Ь, с и d их коэффициенты.
Константа равновесия определяется экспериментальным путём. Её числовое значение оценивает состояние равновесия при данной температуре. Чем больше значение константы равновесия, тем больше количество продуктов в реакции, если её значение меньше, то это показывает, что количество исходных веществ больше. Константа равновесия не зависит от концентрации веществ, с уменьшением количества начальных веществ, увеличивается количество продуктов, то есть изменение концентрации одних веществ приводит к изменению концентраций других веществ. Константа равновесия зависит от температуры.
Значит, в состояниихимического равновесия произведение концентраций начальных веществ равно произведению концентраций образованных веществ.
Во время химического равновесия процесс не останавливается, сколько продукта разложится в единицу времени, столько же продукта и образуется. Из-за свойства динамичности (подвижности) химического равновесия, он изменяется под воздействием внешних факторов.
Задачи по теме и их решение:
Do'stlaringiz bilan baham: |
