- •1.1. Основні хімічні поняття. Речовина
- •1.1.1. Хімія як наука. Предмет вивчення та завдання хімії
- •1.1.2. Основні хімічні поняття Речовина
- •1.1.3. Хімічні властивості речовин. Молекула. Елемент. Фізичне тіло. Прості та складні речовини. Хімічна формула
- •1.1.5. Хімічні реакції. Відносна атомна (молекулярна) маса. Моль
- •1.1.6. Закон авогадро. Молярний об'єм газу.
- •1.1.6. Закон авогадро. Молярний об'єм газу.
- •1.2. Хімічна реакція
- •1.2.1. Закон збереження маси
- •1.2.4. Швидкість хімічних реакцій. Хімічна рівновага. Принцип ле Шательє
- •1.2.5. Основні типи хімічних реакцій
- •1.3. Періодичний закон і періодична система елементів д. І. Менделєєва
- •1.3.3. Сучасна періодична система
- •1.4. Будова атома
- •1.4.1. Протон, нейтрон, електрон. Квантові числа
- •1.4.2. Електронні формули атомів та йонів
- •1.4.3. Явище радіоактивності
- •1.4.4. Ядерні реакції
- •1.5. Хімічний зв'язок
- •1.5.1. Ковалентний хімічний зв'язок
- •1) Одинарні: н2
- •1.5.2. Координаційний хімічний зв'язок
- •1.5.3. Йонний хімічний зв'язок
- •1.5.4. Металічний хімічний зв'язок
- •1.5.5. Водневий зв'язок
- •1.5.6. Молекулярна і немолекулярна будова речовин
- •1.5.7. Типи кристалічних ґраток
- •1.5.8. Електронегативність
- •1.5.9. Ступінь окиснення
- •1.6. Розчини
- •1.6.1. Поняття про розчини
- •1.6.2. Розчинність
- •1.6.3. Теорія електролітичної дисоціації
- •1.6.4. Індикатори
- •1.6.5. Електроліз розплавів і розчинів
- •2.1. Основні класи неорганічних сполук
- •2.1.1. Оксиди
- •2.1.2. Основи
- •2.1.3. Кислоти
- •2.1.5. Амфотерні сполуки
- •2.1.6. Узагальнення відомостей про класи неорганічних сполук
- •1. Генетичний ряд металу
- •2. Генетичний ряд неметалу
- •2.2. Металічні елементи та їх сполуки. Метали 2.2.1. Загальні відомості про металічні елементи
- •2.2.2. Лужні і лужноземельні метали
- •2.2.3. Алюміній та сполуки Алюмінію
- •2.2.4. Залізо та сполуки Феруму
- •2.2.5. Узагальнення відомостей про метали та сполуки елементів-металів
- •2.3. Елементи-неметали та їх сполуки. Неметали
- •2.3.1. Елементи-неметали
- •2.3.2. Водень і сполуки гідрогену
- •2.3.3. Сполуки галогенів
- •2.3.4. Підгрупа Оксигену
- •2.3.5. Підгрупа Нітрогену
1.2.4. Швидкість хімічних реакцій. Хімічна рівновага. Принцип ле Шательє
Під час протікання хімічних реакцій відбувається зміна кількості вихідних та кінцевих речовин. В першу хвилину після початку реакції концентрація вихідних речовин є максимальною, а кінцевих речовин — дорівнює нулю. У міру протікання реакції концентрація вихідних речовин зменшується, а кінцевих — зростає. Для різних реакцій ця зміна концентрацій може відбуватися з різною швидкістю.
Зміна концентрацій реагентних речовин за одиницю часу називається швидкістю хімічної реакції.
Швидкість хімічних реакцій вимірюється в молях за секунду (моль/с або моль • с1) і для реакції
А + В ^ С
математично виражається таким чином:
V = к•СА•Св.
Коефіцієнт к, що дорівнює значенню V, якщо Са = Св = 1 моль, називається константою швидкості реакції. Цей вираз справедливий тільки в тому випадку, якщо реакція
С ^ А + В
неможлива (наприклад, С — нерозчинна сполука), тобто реакція є необоротною. У загальному вигляді її можна записати таким чином:
А + В ^ С + ^.
У цьому випадку на початку реакції концентрація вихідних речовин є максимальною і вираз для швидкості прямої реакції має такий вигляд:
= к1 • СА + СВ.
У міру протікання реакції концентрація вихідних речовин зменшуватиметься, а кінцевих — зростатиме, тобто швидкість оборотної реакції
^бор = к2 • сС + С^
буде зростати, а прямої — зменшуватися. Врешті-решт, настане момент, коли швидкості прямої та оборотної реакцій зрівняються, тобто буде досягнений стан хімічної рівноваги. За умов рівноваги концентрації всіх речовин не змінюються і називаються рівноважними. Для рівноважних концентрацій існує особливе відображення — [А], [В], [С], [О], тобто математичне вираження для стану рівноваги має вигляд:
Vпр = Vо6ор або кі[А][В] = к2[С][Я].
Розділимо обидві частини рівняння на к1[А][В] та відділимо константи від концентрацій:
1 _ чст ер
МА][В] ао к2 [А][В]
к _ ь
Позначимо ~~ кр, відповідно запишемо:
к2
к _
р [А][В]
Тут кр є константою рівноваги. З наведеної формули видно, що якщо до розчину, що містить компоненти А, В, С, О у рівноважних концентраціях, додати деякий компонент, наприклад, А, то його концентрація зросте, а, відповідно, збільшиться знаменник, тобто значення кр повинно зменшитися. Але кр — це константа, і система повинна змінитися таким чином, щоб її значення було постійним. Для цього повинна активізуватися пряма реакція, тобто V1 повинно бути більшим за V2. Це буде продовжуватися доти, доки V1 та V2 знову не зрівняються, тобто настане новий стан рівноваги.
У газових реакціях, що відбуваються зі зміною об'єму (тобто стехіометричні об'єми вихідних і кінцевих продуктів реакції не дорівнюють один одному), на рівновагу системи може впливати також тиск. Так, вираз для константи швидкості реакції утворення амоніаку N + 3Н2 = 2МН3
к _ ^
[^][Н2]3
показує, що під час підвищення тиску концентрація вихідних речовин підвищується пропорційно четвертому ступеню, а кінцевої речовини — тільки другому. Тому підвищення тиску буде стимулювати тільки пряму реакцію, тобто утворення амоніаку.
Наведені приклади ілюструють прицип Ле Шательє, якому підпорядковуються всі рівноважні процеси:
Якщо змінити одну з умов, за яких система перебуває у стані хімічної рівноваги (концентрацію, температуру, тиск), то рівновага зміщується у напрямі тієї реакції, що послаблює цей вплив.