Echilibru chimic: echilibrul chimic constant și modalități de exprimare

In 1885, fizicianul și chimistul francez Le Chatelier a fost lansat, iar în 1887 fizicianul german Brown a justificat legea echilibrului chimic și echilibrul chimic constant, și a studiat dependența lor de influența diverșilor factori externi.

Esența echilibrului chimic

Equilibrium - un stat dinamic, ceea ce înseamnă că lucrurile sunt mereu în mișcare. Produsele se descompun asupra reactivilor și reactanții sunt combinați în produse. Lucrurile se mișcă, dar concentrațiile rămân neschimbate. Reacția este înregistrată cu o dublă săgeată în loc de semnul egal pentru a arăta că este reversibilă.

modele clasice

Chiar și în secolul trecut, chimiștii au descoperit anumite legi care prevăd posibilitatea de a schimba direcția reacției în aceeași capacitate. Cunoașterea modului reacții chimice au loc, sunt incredibil de importante atât pentru cercetarea de laborator și producția industrială. În același timp, o mare importanță este abilitatea de a controla toate aceste fenomene. Este natura umană să se amestece în multe procese naturale, în special în ceea ce privește reversibilă, apoi să le folosească în avantajul lor. Din cunoașterea reacțiilor chimice vor fi mai util în cazul în care o comandă perfectă a comenzilor.

Legea acțiunii maselor în chimia utilizată de chimiști pentru a calcula corect viteza reacției. Acesta oferă o idee clară despre orice proces chimic nu va fi adus la capăt în cazul în care va avea loc în sistem închis. Molecule formate din substanțe și sunt în mișcare aleatoare constantă și pot să apară în curând reacție inversă în care moleculele sunt recuperate materie primă.

În industrie, utilizat cel mai frecvent sistem open source. Nave, vehicule și alte recipiente, în cazul în care reacțiile chimice care sunt deblocate. Acest lucru este de a se asigura că, în timpul acestor procese pot fi îndepărtate și produsul dorit pentru a scăpa de produse inutile ale reacției. De exemplu, cărbunele este ars în cuptoare deschise, cuptoarele de ciment realizate într-un furnal de tip deschis, acționat cu o sursă de aer constant, iar amoniacul este sintetizat cu îndepărtarea continuă a amoniacului.

reacție chimică reversibilă și ireversibilă,

După cum sugerează și numele, puteți da definițiile corespunzătoare: reacție ireversibilă considerată adusă la capăt, fără a schimba direcția și care curge de-a lungul unei căi predeterminate, indiferent de diferențele de presiune și de fluctuațiile de temperatură. trăsătură distinctivă a acestora este faptul că unele produse pot părăsi domeniul de aplicare al reacției. Astfel, de exemplu, poate primi gaz _(CaCO3 = CaO + CO _2), precipitarea (Cu (NO _{3) 2} + H ₂ S = CuS + 2HNO _3), sau alți compuși. Reacția va fi , de asemenea , considerată ireversibilă, în cazul în care o mare cantitate de căldură este eliberată în timpul procesului, de exemplu: 4P + 5O ₂ = 2P ₂ O ₅ + Q.

Aproape toate reacțiile care au loc în natură sunt reversibile. Indiferent de condițiile externe, cum ar fi temperatura și presiunea, practic toate procesele pot avea loc simultan în diferite direcții. Deoarece legea acțiunii de masă în chimie, cantitatea de căldură absorbită este egal cu numărul alocat, ceea ce înseamnă că, dacă o reacție exotermă, al doilea (revers) bude endoterm.

echilibru chimic: echilibrul chimic constant

Reacție - un „verb“ Chimia - activități care examineaza chimiști. Multe reacții merg la finalizare, apoi se va opri, ceea ce înseamnă că reactanții sunt complet transformate în produse, fără a fi în măsură să se întoarcă la starea inițială. În unele cazuri, reacția este într - adevăr ireversibil, cum ar fi arderea modificărilor atât fizice și chimice proprietăți ale substanței. Cu toate acestea, există multe alte circumstanțe în care reculul nu este numai posibilă, ci și să continue precum și produsele din prima reacție sunt reactivi pentru a doua.

stare dinamică în care concentrația reactanților și a produselor rămân constante, se numește echilibru. Este posibil să se prevadă comportamentul materialelor cu anumite legi care se aplică în sectoarele, care caută să reducă costurile de producție de produse chimice specifice. Pentru a înțelege procesele care mențin sau potențial pun în pericol sănătatea oamenilor, de asemenea, util este conceptul de echilibru chimic. echilibru chimic constantă este o valoare a factorului de reacție, care depinde de tăria ionică și temperatura, și nu depinde de concentrațiile reactanților și produșilor în soluție.

Calcularea constanta de echilibru

Această cantitate este adimensional, adică nu are un anumit număr de unități. Deși calculul este de obicei scris pentru cei doi reactanți și două produse, funcționează pentru orice număr de participanți la reacție. Calculul și interpretarea constanta de echilibru depinde de faptul dacă o reacție chimică este asociată cu un echilibru omogen sau heterogen. Aceasta înseamnă că toate componentele de reacție pot fi lichide pure sau gaze. Pentru reacțiile care ajung la echilibru eterogen, există, de obicei, mai mult de o fază, și cel puțin două. De exemplu, lichide și gaze sau solide și lichide.

Valoarea constanta de echilibru

Pentru orice temperatură dată constanta de echilibru, există doar o singură valoare care se schimbă numai dacă temperatura la care are loc reacția variază în oricare direcție. Este posibil să se facă unele previziuni cu privire la reacția chimică, pe baza faptului dacă constanta de echilibru este mare sau mic. Dacă valoarea este foarte mare, echilibrul favorizează reacția la dreapta și apoi mai multe produse decât ar fi reactivi. Reacția în acest caz, poate fi numit un „plin“ sau „cantitativă“.

Dacă valoarea constanta de echilibru este mic, este reacția favorabilă la stânga, în cazul în care cantitatea de reactivi a fost mai mult decât produsele formate. Dacă această valoare se apropie de zero, se poate presupune că reacția nu are loc. Dacă valorile constantelor de echilibru pentru forward și reacțiile inverse sunt aproape la fel, cantitatea de reactanți și produsele vor fi de asemenea aproape identice. Acest tip de reacție este considerată a fi reversibilă.

Să considerăm o anumită reacție reversibilă

Luați două elemente chimice, cum ar fi iod și hidrogen, care atunci când este amestecat da o substanță nouă - iodhidric.

H ₂ + I ₂ = 2HI

In timpul take viteza v ₁ a reacției directe, cu v ₂ - viteza de reacție inversă, k - constanta de echilibru. Folosind legea acțiunii de masă, următoarea expresie:

v ₁ = k ₁ * c _(H2) * c (I _2),

v ₂ = k ₂ * c ² (HI).

Atunci când amestecarea iodul molecular (I ₂₎ și hidrogen _(H2) începe interacțiunea lor. La etapa inițială, concentrația maximă a acestor elemente, dar la sfârșitul răspunsului maxim este concentrația noilor compuși - iodhidric (HI). Prin urmare, vor exista diferite viteze de reacție. La început, ele vor fi maximizate. În cele din urmă vine un moment în care aceste valori sunt egale, și este o condiție care se numește echilibru chimic.

Constantele de echilibru chimic exprimare sunt în general desemnate cu paranteze: [H _2], [I _2], [HI]. Deoarece, atunci viteza egal echilibru:

k _{1 [2] [2 I]} = k ₂ [HI] ^2,

astfel încât obținem ecuația de constante de echilibru chimice:

k ₁ / k ₂ = [HI] ² / [H _{2] [2 I]} = K.

Principiul Le Chatelier-Brown

Există următoarea regulă: dacă un sistem care este în echilibru, pentru a produce un anumit efect (modificarea condițiilor de echilibru chimic prin modificarea temperaturii sau presiunii, de exemplu), echilibrul se va deplasa pentru a contracara parțial efectul modificărilor. În plus față de chimie, acest principiu se aplică și într-un număr de forme diferite în domeniul farmacologiei și economie.

constant echilibrul chimic și moduri de exprimare

Expresia de echilibru poate fi exprimată în funcție de concentrația produselor și reactanți. Numai produse chimice din faza apoasă și faza gazoasă sunt incluse în formula de echilibru, deoarece concentrația solidelor și lichidelor care nu sunt modificate. Ce factori afectează echilibrul chimic? Dacă aceasta implică un lichid pur sau solid, se consideră că are K = 1, și în consecință, nu mai sunt luate în considerare, cu excepția soluțiilor foarte concentrate. De exemplu, apa pura are o activitate de 1.

Un alt exemplu este carbonul solid, care poate fi format prin reacția dintre două molecule de monoxid de carbon pentru a forma dioxid de carbon și carbon. Factorii care pot afecta echilibrul, include adăugarea unui reactant sau a unui produs (schimbare concentrare afectează echilibrul). Adăugarea unui reactiv poate duce la dreapta în ecuația chimică de echilibru în cazul în care există mai multe forme de produs. Produsul plus poate duce la echilibru la stânga, așa cum mai devine formulare reactivi.

Equilibrium se produce atunci când reacția are loc în ambele direcții, are un raport constant de reactanți și produse. În general, echilibrul chimic este static, deoarece proporția de produse și reactivi sunt constante. Cu toate acestea, o privire mai atentă arată că echilibrul este de fapt un proces foarte dinamic, în timp ce reacția se deplasează în ambele direcții în același ritm.

echilibru dinamic este un exemplu de funcții ale stării de echilibru. Pentru un sistem într-o stare de echilibru observată în prezent, comportamentul continuă în viitor. De aceea, odată ce reacția ajunge la echilibru, raportul dintre concentrațiile de reactant și de produs rămân aceleași, cu toate că reacția are loc.

După cum spune doar despre complexul?

Concepte cum ar fi echilibrul chimic și echilibrului chimic constante, sunt destul de greu de înțeles. Să luăm exemplul vieții. Ai vreodată blocat pe o punte de legătură între cele două orașe, și să acorde atenție faptului că mișcarea în cealaltă direcție măsurată fără probleme și, în timp ce sunteți blocat în trafic fără speranță? Acest lucru nu este bun.

Ce se întâmplă dacă aparatul măsurat și sa mutat la aceeași viteză de ambele părți? A rămas la numărul de mașini în ambele orașe permanente? Atunci când viteza de ieșire și intrarea în ambele orașe este același, dar numărul de mașini în fiecare oraș este stabilă în timp, ceea ce înseamnă că întregul proces este în echilibru dinamic.