Типтік есеп №4

          Төменде келтірілген химиялық процестердің химиялық тепе-теңдік тұрақтысының математикалық теңдеуін жазыңыз:

а)       2CO_(г)  +  О_2(г)   2СО_2(г);

б)       Fe₂O_3(қ)  +  СО_(г)   2FeO_(қ)  +  СО_2(г);

в)       Н₂СО_3(ер-ді)    Н⁺_(ер-ді)  +  НСО _(ер-ді).

Шығарылуы

а)       2СО_(г)  +  О_2(г)   2СО_2(г) – гомогенді қайтымды химиялық реакция.

(2.9) тепе-теңдік жүйесі үшін әрекеттесуші массалар заңына сәйкес:

K_c =   немесе  К _т-т = .

К_с – заттардың  тепе-теңдік концентрациялары арқылы өрнектелген химиялық тепе-теңдік тұрақтысы.

К_т-т – газдардың парциалды қысымдары арқылы өрнектелген химиялық тепе-теңдік тұрақтысы.

б)       Fe₂O_3(қ)  + СО_(г)   2FeO_(қ) + СО_2(г)  – гетерогенді қайтымды химиялық реакция.

          Химиялық тепе-теңдік тұрақтысының теңдеуінде қатты заттар концентрацияларын есепке алмаймыз:

К_с =   немесе   К_т-т = .

в)   Н₂СО_3(ер-ді)    Н⁺_(ер-ді)  +  НСО _(ер-ді) – электролиттік диссоциациялану процессі.

           Кез келген электролит ерітіндісінде электролиттік диссоциациялану процессінің арқасында диссоциацияланбаған молекулалар мен иондардың арасында гомогенді химиялық тепе-теңдік орнайды. Мұндай процестің тепе-теңдік тұрақтысын  электролиттік диссоциациялану тұрақтысы (К_д) деп атайды:

K_д = .

 

7 Химиялық тепе-теңдіктің ығысуы. Ле-Шателье қағидасы

     

          Химиялық тепе-теңдік күйіндегі жүйенің (υ_тура=υ_кері) жағдайын өзгерту  (температура, қысым, концентрация) тура және кері реакциялар жылдамдықтарының бірдей емес өзгеруіне байланысты (υ_тура ≠ υ_кері) тепе-теңдіктің бұзылуына әкеледі. Біраз уақыттан кейін жүйеде жаңа шарттарға сәйкес келетін жаңа химиялық тепе-теңдік орнайды. Бір тепе-теңдік күйден басқасына ауысу химиялық тепе-теңдіктің ығысуы деп аталады.

          Тепе-теңдік ығысуының бағыты Ле-Шателье қағидасымен анықталады: химиялық тепе-теңдік күйіндегі жүйеге сырттан әсер етілсе (Т, Р, С өзгерту), тепе-теңдік бұл әсерді азайту жағына қарай ығысады. 

          Ле-Шателье қағидасын әсердің барлық түрлеріне қолдануын қарастырайық.

1)  Химиялық тепе-теңдіктің ығысуына заттар концентрациясы өзгеруінің әсері әрекеттесуші массалар заңымен анықталады (2.9). Бұл заң бойынша реагенттер концентрациясын арттыру немесе өнім заттары концентрациясын азайту тура реакцияның жылдамдығын арттырады, яғни тепе-теңдікті оң жаққа қарай ығыстырады. Керісінше, реагенттер концентрациясын азайту немесе өнім заттары концентрациясын арттыру тепе-теңдікті сол жаққа қарай ығыстырады.

                       (2.10)

2)  Химиялық тепе-теңдіктің ығысуына температураның өзгеруінің әсері реакцияның жылулық эффектісімен (DН) анықталады. Егер  DН<0 болса, химиялық реакция – экзотермиялық (жылу қоршаған ортаға бөлінеді); ал егер  DН>0 болса, химиялық реакция  эндотермиялық болады (жылу қоршаған ортадан сіңіріледі).

          Температураны жоғарлату химиялық тепе-теңдікті эндотермиялық реакция бағытында ығыстырады және,  керісінше, температураны төмендету тепе-теңдікті экзотермиялық  процесс бағытында ығыстырады.

                                                    (2.11)

                                              

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃,      ΔH = – 22 кДж.

                                              

3)  Химиялық тепе-теңдіктің ығысуына қысымның әсері тек келесі жағдайда қарастырылады: егер тепе-теңдік жүйесіне қатысушының біреуі газ болса және газ қоспасының көлемі қайтымды реакцияның екі жағында бірдей болмаса.

          Химиялық тепе-теңдіктің ығысуына қысымның әсері реакция кезінде газ тәрізді заттар көлемінің өзгеруімен анықталады. Қысымды жоғарлату тепе-теңдікті газдар көлемі азаятын жаққа қарай ығыстырады. Қысымды төмендету тепе-теңдікті газдар көлемі ұлғаятын бағытқа қарай ығыстырады.  

                                  (2.12)

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃,      ΔH = - 22 кДж.

^{V = 4 моль          V = 2 моль}

          4) Катализатор тура және кері реакцияларды бірдей жылдамдататындықтан тепе-теңдіктің ығысуына әсер етпейді, тек оның  тез орнауына әсер етеді.