Warunki nieodwracalnej reakcji chemicznej. Odwracalne i nieodwracalne reakcje chemiczne

Jedną z najważniejszych cech reakcji chemicznej jest głębokość (stopień) transformacji, pokazując, ile materiałów wyjściowych są konwertowane na produkty reakcyjne. Co więcej, tym bardziej ekonomiczne może przeprowadzić proces. Głębokość transformacji, oprócz innych czynników, zależy od odwracalności.

Odwracalny Reakcje , w odróżnieniu nieodwracalny, a nie do przepływu końca: żadna z substancji reagujących nie jest w pełni spożywana. Jednocześnie trwąca się reakcja produktów reakcji z tworzeniem materiałów wyjściowych.

Rozważmy przykłady:

1) W zamkniętym naczyniu w określonej temperaturze wprowadzono równe objętości jodu gazowego i wodoru. Jeśli zderzenia cząsteczek tych substancji występują z pożądaną orientacją i wystarczającą energią, krawaty chemiczne. Można je odbudować przy tworzeniu związku pośredniego (kompleks aktywny, patrz klauzula 1.3.1). Dalsza restrukturyzacja obligacji może prowadzić do rozpadu związku pośredniego na dwie cząsteczki wodoru jodku. Równanie reakcji:

H 2 + I 2 ® 2HI

Ale cząsteczki wodorowe jodek będą również losowo zmierzyć cząsteczki wodorowe, jod i między sobą. W kolizji cząsteczek Cześć nic nie boli tworząc połączenie pośrednie, które może następnie rozkładać się na jod i wodór. Ten proces jest wyrażony przez równanie:

2HI ® H 2 + I 2

Tak więc w tym systemie dwie reakcje zostaną umieszczone w tym samym czasie - tworzenie wodoru jodek i jego rozkładu. Mogą być wyrażone przez jednego równanie ogólne

H 2 + I 2 "2HI

Odwracalność procesu pokazuje znak ".

Reakcję skierowaną w tym przypadku w kierunku tworzenia wodoru jodek nazywany jest linią prostą, a odwrotnie jest odwrotnie.

2) Jeśli mieszasz dwa molę dwutlenku siarki z jednym molem tlenu, należy zwrócić warunki sprzyja reakcji w systemie, a po wygaśnięciu mieszaniny gazu wyniki pokazują, że system będzie obecny jako taki 3 - Produkt reakcji i substancje źródłowe - SO 2 i O2. Jeśli w takich samych warunkach, jak materiał wyjściowy, umieszczenie tlenku siarki (+6), możliwe będzie znalezienie tej części go rozkłada się na tlen i tlenku siarki (+4) i ostatecznego stosunku między ilościami wszystkich Trzy substancje będą takie same jak w przypadku, gdy pochodzi z mieszaniny dwutlenku siarki i tlenu.

Zatem interakcja dwutlenku siarki z tlenem jest również jednym z przykładów odwracalnej reakcji chemicznej i jest wyrażona przez równanie

2SO2 + O 2 "2SO3

3) interakcja żelaza z kwas chlorowodorowy Płynie zgodnie z równaniem:

Fe + 2HCl ® FECL 2 + H 2

W przypadku wystarczającej ilości kwasu solnego reakcja zakończy się

wszystkie żelazo zostało spędzane. Ponadto, jeśli spróbujesz przeprowadzić tę reakcję w przeciwnym kierunku - aby przejść wodór przez roztwór chlorku żelaza, następnie metalowy żelazo i kwas chlorowodorowy nie będzie działać - ta reakcja nie może przejść w przeciwnym kierunku. Zatem interakcja żelaza z kwasem chlorowodorowym jest nieodwracalną reakcją.

Należy jednak pamiętać, że teoretycznie, każdy nieodwracalny proces może być reprezentowany w pewnych warunkach odwracalnych, tj. Zasadniczo wszystkie reakcje można uznać za odwracalne. Ale bardzo często panuje jedno z reakcji. Dzieje się tak, gdy produkty interakcji są usuwane z obszaru reakcji: osad spadł, gaz jest uwalniany, z reakcjami jonowymiennym, powstają prawie nieuchronne produkty; Lub w wyniku wyraźnego nadmiaru materiałów wyjściowych, przeciwny proces jest praktycznie stłumiony. Tak więc, naturalna lub sztuczna eliminacja możliwości przecieków reakcji odwróconej pozwala przynieść proces prawie całkowicie.

Przykłady takich reakcji mogą być interakcją chlorku sodu ze srebrnym azotanem w roztworze

NACL + AGNO 3 ® AGCL¯ + NANO 3,

miedziany bromek z amoniakiem

Cubr 2 + 4NH 3 ® BR 2,

neutralizacja roztworu kwasu chlorowodorowego satelity kaustycznej

HCl + NaOH ® NaCl + H 2 O.

Są to tylko wszystkie przykłady praktycznie nieodwracalne procesyPonieważ chlorek srebrny jest nieco rozpuszczalny, a kompleksowa kation 2+ nie jest absolutnie stabilny, a dysocjatywy wody, choć w niezwykle mniejszym stopniu.

Odwracalne i nieodwracalne reakcje chemiczne. Równowaga chemiczna. Oszczędność równowagi pod działaniem różnych czynników

Równowaga chemiczna

Nazywane są reakcje chemiczne płynące w jednym kierunku nieodwracalny.

Większość procesów chemicznych odwracalny. Oznacza to, że z tymi samymi warunkami, bezpośrednim i zwrotem reakcji (zwłaszcza jeśli rozmawiamy o systemach zamkniętych).

Na przykład:

reakcja

$ Caco_3 (→) ↖ (t) cao + co_2 $

w otwarty system nieodwracalny;

b) Ta sama reakcja

$ Caco_3⇄cao + co_2 $

w systemie zamkniętym odwracalnym.

Rozważmy bardziej szczegółowo procesy występujące podczas odwracalnych reakcji, na przykład, dla reakcji warunkowej:

Na podstawie prawa masowych mas, prędkość bezpośredniej reakcji

$ (υ) ↖ (→) \u003d k_ (1) · c_ (a) ^ (α) · c_ (b) ^ (β) $

Od czasu do czasu stężenia substancji $ A $ a $ za $ spadek zmniejsza się również prędkość bezpośredniej reakcji.

Wygląd produktów reakcji oznacza możliwość reakcji odwróconej, a wraz z czasem stężenia substancji $ C $ i $ d $ wzrost, co oznacza, że \u200b\u200bzwiększa się szybkość reakcji zwrotnej:

$ (υ) ↖ (→) \u003d k_ (2) · c_ (c) ^ (γ) · c_ (d) ^ (Δ) $

Prędzej czy później zostanie osiągnięty warunek, w którym prędkość reakcji bezpośrednich i odwróconych stanie się równy

${υ}↖{→}={υ}↖{←}$

Stan systemu, w którym szybkość bezpośredniej reakcji jest równa szybkości reakcji odwróconej, nazywana jest równowaga chemiczna.

Jednocześnie stężenie substancji reagujących i produktów reakcji pozostają niezmienione. Nazywają się stężenia równowagi. Na poziomie makro wydaje się, że w ogóle nie zmienia się nic. Ale faktycznie bezpośrednie i procesy odwrotne nadal idą, ale przy równej prędkości. Dlatego taka równowaga w systemie jest nazywana ruchomy i dynamiczny.

Stała równowagi

Oznacz koncentracje równowagi substancji [A], [b], [C], [d] $.

Następnie od $ (υ) ↖ (→) \u003d (υ) ↖ (←), k_ (1) · [a] ^ (α) · [b] ^ (β) \u003d k_ (2) · [C] ^ ( Γ) · [d] ^ (Δ) $, z miejsca

$ ([C] ^ (γ) · [d] ^ (Δ)) / ([A] ^ (α) · [b] ^ (β)) \u003d (k_1) / (k_2) \u003d k_ (równy) $

gdzie γ, δ, α, β $ są wskaźnikami stopni równych współczynnikom w odwracalnej reakcji; $ K_ (równa) $ - stała równowaga równowagi chemicznej.

Uzyskany wyraz wyraźnie opisuje stan równowagi i jest matematycznym wyrazem prawa mas aktywnych dla systemów równowagi.

Przy stałej temperaturze stałej równowagi wartość jest trwała dla odwracalnej reakcji. Pokazuje związek między stężeniem produktów reakcji (numerator) i materiałów wyjściowych (mianownik), który jest zainstalowany w równowadze.

Stałe równowagi są obliczane z doświadczonych danych, określający stężenia równowagi materiałów wyjściowych i produktów reakcyjnych w określonej temperaturze.

Wartość stałej równowagi charakteryzuje wydajność produktów reakcji, kompletność jego przepływu. Jeśli otrzymano $ k_ został uzyskany (równy) \u003e\u003e 1 USD, oznacza to, że z równowagą $ [C] ^ (γ) · [d] ^ (Δ) \u003e\u003e [A] ^ (α) · [b] ^ (β) ) $, tj. Stężenia produktów reakcji przeważają na stężenia substancji źródłowych, a wydajność produktów reakcji jest duży.

Z $ k_ (równy)

$ CH_3COOOC_2H_5 + H_2O⇄CH_3COOH + C_2H_5OH $

stała równowagi

$ K_ (równy) \u003d (·) / (·) $

przy 20 ° C $ to 0,28 $ (tj. Mniej niż 1 $). Oznacza to, że znaczna część eteru nie jest hydrolizowana.

W przypadku heterogenicznych reakcji na wyrażenie stała równowaga obejmuje stężenia tylko tych substancji, które znajdują się w fazie gazu lub ciekłej. Na przykład do reakcji

stała równowagi jest wyrażona jako:

$ K_ (równy) \u003d (^ 2) / () $

Wartość stałej równowagi zależy od charakteru substancji reagentów i temperatury wycieczek.

Stała nie zależy od obecności katalizatora, nie zmienia aktywacji i energii bezpośredniej i odwrotnej reakcji na tę samą wartość. Katalizator może przyspieszyć ofensywę równowagi bez wpływu na wartość stałej równowagi.

Oszczędność równowagi pod działaniem różnych czynników

Stan równowagi jest zachowany arbitralnie przez długi czas ze stałymi warunkami zewnętrznymi: temperaturą, stężeniem materiałów wyjściowych, ciśnienie (jeśli reakcja jest zaangażowana lub utworzona).

Zmieniając te warunki, możesz przetłumaczyć system z jednego stanu równowagi do drugiego, który spełnia nowe warunki. Takie przejście jest nazywane przemieszczenie lub equilibrium Shift..

Rozważać różne metody Odchylenia równowagi na przykładzie reakcji interakcji azotu i wodoru wraz z tworzeniem amoniaku:

$ N_2 + 3H_2⇄2HN_3 + q $

$ K_ (równy) \u003d (^ 2) / (· ^ 3) $

Wpływ zmian w koncentracji substancji

Gdy stężenie tych gazów zwiększa się do mieszaniny reakcyjnej azotu $ N_2 $ i wodoru, a stężenie tych gazów wzrasta, co oznacza, że \u200b\u200bwskaźnik reakcji bezpośredniej wzrasta. Równowaga przesuwa się w prawo, w kierunku produktu reakcji, tj. W kierunku amoniaku $ NH_3 $.

Ten sam wniosek można wykonać, analizując wyrażenie dla stałej równowagi. Wraz ze wzrostem stężenia azotu i wodoru, mianownik wzrasta, a ponieważ od $ k_ (równy) $ jest stałą wartością, licznik powinien wzrosnąć. Zatem ilość produktu reakcji $ NH_3 wzrośnie w mieszaninie reakcyjnej.

Wzrost stężenia produktu reakcji amoniaku $ NH_3 $ doprowadzi do przemieszczenia równowagi w lewo, w kierunku tworzenia substancji źródłowych. Wniosek ten można dokonać na podstawie podobnych rozumowania.

Wpływ zmiany ciśnienia

Wpływ ma wpływ na ciśnienie wyłącznie w tych systemach, gdzie przynajmniej jedna z substancji jest w stanie gazowym. Wraz ze wzrostem ciśnienia objętość gazów zmniejsza się, co oznacza, że \u200b\u200bich koncentracja wzrasta.

Przypuśćmy, że ciśnienie w systemie zamkniętym wzrosło, na przykład, o 2 USD. Oznacza to, że stężenia wszystkich substancji gazowych ($ N_2, H_2, NH_3 $) w rozważanej reakcji wzrosną o 2 $. W takim przypadku numerator w wyrażeniu do $ k_ (równy) $ wzrośnie 4 razy, a mianownik wynosi 16 $ raz, tj. Równowaga pęka. W celu jego odzyskiwania stężenie amoniaku powinno wzrosnąć, a stężenia azotu i wodoru powinny zmniejszyć. Równowaga przesunie się w prawo. Zmiana ciśnienia praktycznie nie ma wpływu objętości cieczy i solidny Tel.. Nie zmienia ich koncentracji. W związku z tym stan równowagi chemicznej reakcji, w których nie uczestniczyły, nie zależy od nacisku.

Wpływ zmiany temperatury

Podczas zwiększania temperatury, jak wiesz, szybkość wszystkich reakcji (Exo-endotermiczny) wzrost. Ponadto temperatura zwiększa więcej wpływa na szybkość tych reakcji, które mają większą energię aktywacyjną, a zatem endotermiczne.

W ten sposób szybkość reakcji wstecznej (w naszym przykładzie endotermicznym) zwiększa się silniejsza niż prędkość bezpośrednia. Równowaga przesunie się w kierunku procesu wraz z absorpcją energii.

Kierunek przemieszczenia równowagi można przewidzieć, stosując zasadę Le Chateel (1884):

Jeśli istnieje działanie zewnętrzne w systemie równowagi, stężenie, ciśnienie, temperatura) zostanie zmieniona, a następnie równowaga jest przesuwa się na drugą stronę, która osłabia ten wpływ.

Dokonywać wniosków:

• wraz ze wzrostem stężenia substancji reagentów, równowaga chemiczna systemu przesuwa się w kierunku tworzenia produktów reakcji;
• wraz ze wzrostem stężenia produktów reakcji, równowaga chemiczna systemu jest przesuwa się w kierunku tworzenia materiałów wyjściowych;
• wraz ze wzrostem ciśnienia, równowaga chemiczna systemu przesuwa się w kierunku reakcji, w której objętość wynikowych substancji gazowych jest mniejsza;
• wraz ze wzrostem temperatury, równowaga chemiczna systemu przesuwa się w kierunku reakcji endotermicznej;
• ze spadkiem temperatury - w kierunku procesu egzotermicznego.

Zasada Le Chateel ma zastosowanie nie tylko do reakcji chemicznych, ale także do wielu innych procesów: parowanie, kondensację, topnienie, krystalizację itp. W wytwarzaniu najważniejszych produktów chemicznych, zasada Le Chateel i obliczeń wynikający z Prawo masowych mas umożliwia znalezienie takich warunków do prowadzenia procesów chemicznych, które zapewniają maksymalną wydajność pożądanej substancji.

Na lekcji tematu "odwracalny i nieodwracalny reakcje chemiczne. Równowaga chemiczna, będą brane pod uwagę czynniki wpływające na równowagę chemiczną. Zapoznasz się z zasadą Le Chatel. Wprowadzona jest koncepcja reakcji odwracalnych i nieodwracalnych.

Temat: Klasyfikacja reakcji, termochemia, prędkość

Lekcja: odwracalne i nieodwracalne reakcje chemiczne. Równowaga chemiczna i sposoby, aby się przelać

Rozważ trochę abstrakcyjnej reakcji, którą piszemy w formie:

A + B → AB, reakcja bezpośrednia. Ale wiele reakcji chemicznych może przejść w przeciwnym kierunku.

Au.A + w; Reakcja odwrotna.

W przypadku zwięzłości reakcja ta jest rejestrowana przy użyciu dwóch strzałek, jeden do przodu, innych - tyłu.

A + B.Au.

Wraz ze wzrostem temperatury prędkość większości reakcji chemicznych wzrasta. Ale okazuje się, że w przypadku niektórych reakcji produkt reakcji w temperaturze, jeśli chodzi o dobrą prędkość, już zaczyna się rozkładać. W szczególności sytuacja ta jest realizowana w interakcji wodoru z jodem po otrzymaniu Iodorodora.

H 2 +.JA. 2 (1)

Szybkość reakcji chemicznej wzrasta wraz ze wzrostem stężenia materiałów wyjściowych, a odpowiednio zmniejsza się wraz ze spadkiem stężenia materiałów wyjściowych. Okazuje się, że jako przechodzą reakcje, zmniejszy się szybkość bezpośredniej reakcji, ponieważ początkowe substancje zostaną wydane. A szybkość reakcji odwrotnej wzrośnie, ponieważ stężenie źródła AV substancji do reakcji wstecznej stopniowo wzrośnie. Jak długo będzie zmniejszona prędkość bezpośredniej reakcji i powrócić do zwiększenia? Będzie to w momencie momentu, gdy stawki bezpośrednie i odwrócona reakcja staną się równy. Nadejdzie równowaga chemiczna. Figa. jeden.

Figa. jeden

Równowaga chemiczna jest stanem systemu reakcyjnego, w którym prędkość reakcji bezpośredniej i odwróconej są równe.

Stężenie równowagi substancji - Jest to stężenie substancji w mieszaninie reakcyjnej w stanie równowagi chemicznej. Stężenie równowagi jest oznaczone wzorem chemicznym substancji zawartej w nawiasach kwadratowych.

Na przykład, następujący wpis oznacza, że \u200b\u200bstężenie równowagi wodoru w systemie równowagi wynosi 1 mol / l.

Figa. 2.

Równowaga chemiczna(Rys. 2) różni się od koncepcji "równowagi" znajomego nam. Równowaga chemiczna jest dynamiczna. W systemie w stanie równowagi chemicznej występuje prostą i odwróconą reakcję, ale ich prędkości są równe, a zatem stężenie substancji uczestniczących nie zmienia się. Równowaga chemiczna charakteryzuje się stałą równowagą, równy nastawieniu Prędkości bezpośrednie i odwrotne reakcje.

Stałe stawki bezpośredniej i odwrotnej reakcji są prędkością tej reakcji w stężeniach substancji początkowej dla każdego z nich w równych jednostkach. Ponadto stała równowaga jest równa stosunku stężenia równowagi produktów bezpośredniego reakcji w stopniach współczynników stechiometrycznych do produktu stężenia równowagi odczynników.

Jeśli Następnie w systemie znajdują się więcej substancji źródłowych. Jeśli System ma więcej produktów reakcyjnych.

Jeśli stała równowaga jest znacznie więcej niż 1, taka reakcja nazywa się nieodwracalne.

Nieodwracalne są reakcje chemiczne, które występują tylko w jednym kierunku, aż jeden z odczynników jest pełny.

Na przykład jest to reakcja:

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5(2)

Odwracalne są reakcje chemiczne prowadzone w wzajemnie przeciwne kierunki Z tymi samymi warunkami.

Jeśli zmienisz warunki zewnętrzne, stan równowagi chemicznej będzie naruszać. Przemieszczenie równowagi w zależności od zmiany warunków zewnętrznych generał Ustalona

· Zasada Le Chateel: Jeśli system, który jest w równowadze, jest narażony na zewnątrz przez zmianę dowolnego z warunków określających pozycję równowagi, a następnie przesuwa się w kierunku procesu, który osłabia wpływ wpływu.

Zatem wzrost temperatury powoduje, że przemieszczenie równowagi w kierunku procesy, których przepływ towarzyszył wchłanianie ciepła i zmniejszenie temperatury w przeciwnym kierunku.

Równowaga jest przesuwa się w prawo, jeśli wzrosły stężenia równowagi produktów reakcji bezpośrednich. Jeśli stężenia równowagi substancji źródłowych zwiększania bezpośredniego reakcji, równowaga jest przesunięta w lewo. Jakie czynniki można zmienić, aby wyświetla saldo? to

· Temperatura

· Nacisk

· Stężenie substancji

· Dodawanie katalizatora

· Zmiany w obszarze powierzchni reakcji heterogenicznych reakcji

Dodanie katalizatora i zmianę obszaru powierzchni reakcji reakcji heterogenicznychnie wpływają na przemieszczenie równowagi chemicznej.

Pozostałe czynniki są uwzględniane bardziej szczegółowo.

Temperatura

Reakcja syntezy amoniaku (rys. 3)

odnosi się do egzotermicznyreakcje. Gdy przydzielana jest bezpośrednia odpowiedź ciepła, a gdy przejście odwrotne jest absorbowane. Jeśli zwiększysz temperaturę, zgodnie z zasadą Le Chatel, saldo przejdzie w tym kierunku, aby zmniejszyć ten wpływ. W tym przypadku lewo Ponieważ ciepło jest absorbowane. Reakcja syntezy amoniaku przeprowadza się w temperaturze około 500

Jeśli reakcja endotermiczny, Następnie wzrost temperatury doprowadzi do wyporności równowagi dobrze.

Zmiany koncentracji substancji

Wraz ze wzrostem stężenia dowolnej z substancji związanych z reakcją równowagi, równowaga reakcji przesuwa się w kierunku jego wydatków, a odpowiednio, ze spadkiem stężenia dowolnej substancji - w kierunku reakcji jego tworzenia. Na przykład, ze wzrostem stężenia azotu w reakcji syntezy amoniaku, równowaga przesuwa się w prawo, czyli w kierunku wydatków azotowych. Jeśli w tej reakcji jest usuwany z mieszaniny reakcyjnej amoniaku, saldo przesunie się w kierunku jego formacji. Można to zrobić na przykład podczas rozpuszczania amoniaku w wodzie.

Zmienić ciśnienie

Zmiana ciśnienia może wpływać na tylko reakcje z udziałem substancji gazowych. Jeśli w reakcji syntezy amoniaku zwiększa ciśnienie, równowaga przesunie się w kierunku zmniejszenia liczby mol gazu. Jeśli liczba gazu molowego jest większa niż po prawej, równowaga przesuwa się w kierunku postaci amoniaku.

Jeśli liczba mol gazu jest równie pozostawiona i prawa, na przykład, w reakcji tlenku azotu (II),

N. 2 + O. 2 (3)

zmiana ciśnienia nie wpłynie na położenie równowagi chemicznej w takich reakcjach. Badanie równowagi chemicznej ma bardzo ważne, Jeśli chodzi o studia teoretyczne.i rozwiązać praktyczne zadania. Określanie pozycji równowagi dla różnych temperatur i ciśnienia, można wybrać najbardziej korzystne warunki procesu chemicznego. Ostateczny wybór warunków wymaga rozliczenia ich wpływu i szybkości procesu.

Podsumowując lekcję

Na lekcji badano temat "równowaga chemiczna", warunki przemieszczenia równowagi w przypadku reakcji odwracalnych.

Bibliografia

1. Rudzisitis G.e. Chemia. Podstawy ogólna chemia. Ocena 11: Podręcznik do instytucji edukacyjnych ogólnych: podstawowy poziom / G. Rudzzis, f.g. Feldman. - 14 ed. - M.: Oświecenie, 2012.

2. Popel P.P. Chemia: 8 Cl.: Podręcznik do edukacji ogólnej instytucje edukacyjne / Str .p. Popel, umiejętność HP. - K.: IC "Academy", 2008. - 240 s.: Il.

3. Gabrilyan O. Chemia. Klasa 11. Podstawowy poziom. 2 Ed., Ched. - M.: Drop, 2007. - 220 s.

1. Energia elektryczna. Różnica między kowalencjami polarnymi a połączeniami jonowymi ().

3. Elektryczna monitacja atomów przez Pauling ().

Zadanie domowe

1. №2-9 (s. 63) Rudzisitis G.e. Chemia. Podstawy chemii ogólnej. Klasa 11: Samouczek dla instytucji edukacyjnych ogólnych: Poziom podstawowy / G.e. Rudzzis, f.g. Feldman. - 14 ed. - M.: Oświecenie, 2012.

2. Jakie czynniki nie wpływają na przemieszczenie równowagi chemicznej?

3. Nazwij warunki równowagi chemicznej.

\u003e\u003e Chemia: Reakcje odwracalne i nieodwracalne

CO2 + H2O \u003d H2CO3

Pozostawmy wynikowy roztwór kwasowy stać w statywie. Po pewnym czasie zobaczymy, że roztwór ponownie stał się fioletowy, ponieważ kwas został rozkładany na materiały wyjściowe.

Proces ten można przeprowadzić znacznie szybciej, jeśli trzecie rozwiązanie kwas koaliczny. W konsekwencji reakcja wytwarzania kwasów koalicznych wpływa jak w prostym, więc N w przeciwnym kierunku, to znaczy, jest odwracalny. Odwracalność reakcji jest oznaczona przez dwa przeciwne skierowane strzałki:

Wśród odwracalnych reakcji leżących u podstaw nabywania najważniejszych produktów chemicznych, syntezy (związek) tlenku siarki (VI) z tlenku siarki (IV) i tlenu są wywoływane jako przykład.

1. Reakcje odwracalne i nieodwracalne.

2. Reguła Barroll.

Zapisz równania reakcji spalania, o których mowa w tekście akapitu, rozluźnienie, że w wyniku tych reakcji powstały tlenki tych elementów, z których powstały materiały wyjściowe.

Podaj charakterystykę trzech ostatnich reakcji, przeprowadzonych do końca akapitu, zgodnie z planem: a) charakter i liczbę odczynników i produktów; b) stan agregatu; c) Kierunek: D) obecność katalizatora; e) wybór lub absorpcja ciepła

Jaka jest niedokładność równania wypalania wapiennego zaproponowanego w tekście akapitu?

Jak ważne jest twierdzenie, że reakcje połączenia, z reguły są reakcje Zkowotermiczne? Uzasadnij swój punkt widzenia, używając faktów w podręczniku tekstowym.

Projekt lekcji Lekcja abstrakcyjna Ramka referencyjna Lekcja Prezentacja Metody przyspieszenia Interaktywne Technologie Ćwiczyć Zadania i ćwiczenia Warsztaty samodzielne testowe, szkolenia, przypadki, zadania domowe Dyskusja Wydaje pytania retoryczne od studentów Ilustracje Audio, klipy wideo i multimedia Zdjęcia, zdjęcia, stoły, schematy humoru, żartów, żartów, komiksów przysłowia, powiedzenia, krzyżówki, cytaty Suplementy Abstrakty Artykuły Chipsy dla ciekawskich arkuszy Cheat Podręczniki Podstawowe i dodatkowe Globusy Inne warunki Poprawa podręczników i lekcji Naprawianie błędów w podręczniku Aktualizacja fragmentu w podręczniku. Elementy innowacji w lekcji Wymiana nieaktualnej wiedzy Nowość Tylko dla nauczycieli Doskonałe lekcje Plan kalendarza na rok Metodyczne zalecenia programu dyskusyjnego Zintegrowane lekcje

Wszystkie reakcje chemiczne można podzielić na dwie grupy: nieodwracalne i odwracalne reakcje. Rozsądne reakcje przechodzą do końca - aż do całkowitej konsolidacji jednego z reagentów. Reakcje odwracalne przestrzegają końca: z odwracalną reakcją żadna z substancji reakcji nie wydano całkowicie. Ta różnica wynika z faktu, że nieodwracalna reakcja może płynąć tylko w jednym kierunku. Reakcję odwracalną może płynąć zarówno bezpośrednio, jak i przeciwległym kierunkiem.

Rozważmy dwa przykłady.

Przykład 1. Interakcja między cynkiem a zatężonym kwas azotowy Płynie zgodnie z równaniem:

W przypadku wystarczającej ilości kwasu azotowego reakcja jest zakończona tylko wtedy, gdy całe cynk rozpuszcza się. Ponadto, jeśli spróbujesz przeprowadzić tę reakcję w przeciwnym kierunku - przechodząc dwutlenek azotu przez roztwór azotanu cynku, następnie metalowy cynk i kwas azotowy nie będzie działać - ta reakcja nie może płynąć w przeciwnym kierunku. Zatem interakcja cynkowa z kwasem azotowym jest nieodwracalną reakcją.

Przykład 2. Synteza amoniaku przepływa zgodnie z równaniem:

Jeśli mieszano jeden mol azotu z trzema molami wodoru, przeprowadzenie warunków sprzyjających przepływom reakcyjnym w systemie, a po upływie wystarczającego czasu, analiza mieszaniny gazowej jest wygasła, wyniki analizy Pokaż, że system przedstawia nie tylko produkt reakcji (amoniak), ale także substancje źródłowe (azot i wodór). Jeśli teraz w takich samych warunkach, jak materiał wyjściowy, nie jest to mieszanina wodoru azotu jako materiał wyjściowy, a amoniak, wówczas możliwe będzie znalezienie, że część amoniaku rozkłada się do azotu i wodoru i końcowego stosunku Pomiędzy ilościami wszystkich trzech substancji będzie taki sam jak w przypadku, gdy mieszanina azotu z wodorem. W ten sposób synteza amoniakna jest reakcją odwracalną.

W równaniach reakcji odwracalnych, zamiast oznakowania równości, strzałki można umieścić; Symbolizują wyciek reakcji zarówno w kierunkach bezpośrednich, jak i odwrotnych.

Na rys. 68 pokazuje zmianę prędkości reakcji bezpośrednich i odwróconych w czasie. Początkowo, gdy mieszając materiały wyjściowe, szybkość bezpośredniej reakcji jest duża, a wskaźnik sprzężenia zwrotnego wynosi zero, gdy reakcja występuje, substancje początkowe są zużywane, a ich stężenia spadają.

Figa. 63. Zmiana prędkości bezpośredniej i odwrotnej reakcji w czasie.

W rezultacie stawka reakcji bezpośredniej maleje. Jednocześnie pojawiają się produkty reakcji, a ich koncentracja wzrasta. W rezultacie reakcja odwrotna rozpoczyna się, a jego prędkość stopniowo rośnie. Gdy stawki reakcji bezpośrednich i odwróconych stają się taka sama, występuje równowaga chemiczna. Szloch. ostatni przykład Zewnętrzna równowaga powstaje między azotem, wodorem i amoniakiem.

Równowaga chemiczna nazywana jest dynamiczną równowagą. Nakłada to, że w przepływach równowagowych i bezpośrednich, a reakcją odwrotną, ale ich prędkość jest taka sama, w wyniku których zmiany w systemie nie są zauważalne.

Ilościowa charakterystyczna dla równowagi chemicznej jest wartość zwana stałą równowagi chemicznej. Rozważ go na przykładzie reakcji syntezy wodoru Iodo:

Zgodnie z prawem masa, prędkość reakcji bezpośrednich i odwróconych jest wyrażona przez równania:

Gdy równowaga prędkość reakcji bezpośrednich i odwróconych jest równa się nawzajem, skąd

Stosunek szybkości odkształcenia bezpośrednich i odwróconych reakcji jest również stałą. Nazywa się to stałą równowagi tej reakcji (K):

Stąd wreszcie

Po lewej stronie tego równania znajdują się te stężenia substancji interakcyjnych, które są ustalone z koncentratami równowagowymi. Prawą stroną równania jest stałe (w stałej temperaturze).

Można pokazać, że w ogólnym przypadku reakcji odwracalnej

stała równowagi zostanie wyrażona przez równanie:

Tutaj duże litery Oznacz substancje formułowe i małe współczynniki w równaniu reakcji.

Tak więc, w stałej temperaturze stałej równowagi, reakcja odwracalna jest stałą wartością wskazującą, że zależność między stężeniem produktów reakcji (cyfry) i materiałów wyjściowych (mianownik), który jest ustawiony w równowadze.

Równanie stałego równowagi pokazuje, że w warunkach równowagi stężenie wszystkich substancji związanych z reakcją są związane między sobą. Zmiana stężenia dowolnej z tych substancji pociąga za sobą zmiany w stężeniach wszystkich innych substancji; W rezultacie ustalono nowe stężenia, ale stosunek między nimi ponownie odpowiada stałą równowagi.

Wartość numeryczna stałej równowagi w pierwszym przybliżeniu charakteryzuje wydajność tej reakcji. Na przykład, gdy reakcja jest duża, ponieważ w tym samym czasie

to znaczy, z równowagą, koncentracja produktów reakcji ma znacznie więcej stężeń substancji źródłowych, co oznacza, że \u200b\u200bwydajność reakcji jest świetna. Kiedy (o podobnym rozumieniu) wydajność reakcji jest mała.

W przypadku heterogenicznych reakcji na ekspresję stałej równowagi, a także w wyrażaniu działań prawa mas (patrz § 58), istnieją stężenia tylko tych substancji w fazie gazu lub ciekłej. Na przykład do reakcji

stała równowagi ma formularz:

Wielkość stałej równowagi zależy od charakteru substancji reagentów i temperatury. Nie zależy od obecności katalizatorów. Jak już wspomniano, stała równowaga jest równa stosunku szybkości odkształcenia bezpośredniej i odwrotnej reakcji. Ponieważ katalizator zmienia aktywację i bezpośrednią energię oraz reakcje odwrócone na tę samą wartość (patrz § 60), to nie wpływa na stosunek stałych ich prędkości.

Dlatego katalizator nie wpływa na wartość stałej równowagi, a zatem nie może ani zwiększyć ani zmniejszyć wydajności reakcji. Może tylko przyspieszyć lub spowolnić równowagę.