1. Зміщення хімічної рівноваги

Положення хімічної рівноваги залежить від наступних параметрів реакції: температури, тиску і концентрації. Вплив, який чинять ці фактори на хімічну реакцію, підпорядковуються закономірності, яка була висловлена ​​в загальному вигляді в 1885 французьким ученим Ле-Шательє.

Фактори що впливають на хімічну рівновагу:

1) температура

При збільшенні температури хімічна рівновага зміщується в бік ендотермічний (поглинання) реакції, а при зниженні в сторону екзотермічної (виділення) реакції.

CaCO3 = CaO + CO2-Q t ↑ →, t ↓ ←

N2 +3 H2 ↔ 2NH3 + Q t ↑ ←, t ↓ →

2) тиск

При збільшенні тиску хімічна рівновага зміщується в бік меншого обсягу речовин, а при зниженні в бік більшого об'єму. Цей принцип діє тільки на гази, тобто якщо в реакції беруть участь тверді речовини, то вони в розрахунок не беруться.

CaCO3 = CaO + CO2 P ↑ ←, P ↓ →

1моль = 1моль +1 моль

3) концентрація вихідних речовин та продуктів реакції

При збільшенні концентрації одного з вихідних речовин хімічна рівновага зміщується в бік продуктів реакції, а при збільшенні концентрації продуктів реакції-убік вихідних речовин.

S2 +2 O2 = 2SO2 [S], [O] ↑ →, [SO2] ↑ ←

Каталізатори не впливають на зміщення хімічної рівноваги! До екзергонічних реакцій  належать  катаболічні реакції  - реакції розщеплення або окиснення  “паливних” молекул (енерговмісних нутрієнтів), котрі надходять в організм у складі харчових продуктів.

 До ендергонічних реакцій належать  анаболічні реакції - реакції синтезу складних біоорганічних сполук – клітинних макромолекул.

В біології міцно закріпилось уявлення, що дихання в організмі (окиснення) за своєю суттю є процесом “горіння", яке відбувається дуже повільно. Отже, поживні речовини, що потрапили в організм з їжею, є “паливом", яке згорає в організмі шляхом приєднання кисню повітря. Разом з тим, було звернуто увагу на той факт, що повільне “го­ріння" органічних речовин в організмі істотно відрізняється від такого, що проходить поза організмом: по-перше, воно відбувається при низькій температурі, по-друге, – при відсутності полум'я і, по-третє, – за наявності води, вміст якої в тканинах досить високий.

Біологічне окиснення – це сума всіх окисно-відновних процесів, включаючи анаеробні, що відбуваються в клітинах організму (цитоплазмі, мітохондріях, ендоплазматичному ретикулумі). Основними субстратами біологічного окиснення є вуглеводи та ліпіди, саме їх катаболізм дає найбільшу кількість хімічної енергії, що акумулюється у високоенергетичних зв’язках макроергів.

 Функції біологічного окиснення:

1.            Забезпечення клітин енергією;

2.            Забезпечення клітин пластичним матеріалом для відтворення структур організму;

3.            Знешкодження токсичних речовин.

7.Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин. Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин виражається основним законом хімічної кінетики – законом діючих мас (ЗДМ):

швидкість гомогенної хімічної реакції за постійної температури прямо пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин, узятих в степенях їхніх стехіометричних коефіцієнтів в рівнянні реакції.

Для реакції   aA + bB = cC + dD математичний вираз закону запишеться так:

Ѵ_гом = kС_А^а×С_В^b,                                                (5.1)

де Ѵ_гом – швидкість реакції; k – константа швидкості хімічної реакції; С_А^а і С_В^b – концентрації реагуючих речовин, моль/л; а, b – стехіометричні коефіцієнти в рівнянні реакції.

Фізичний зміст константи швидкості (k): k показує, з якою швидкістю відбувається реакція за концентрацій реагуючих речовин 1 моль/л. Константа швидкості залежить від природи реагуючих речовин, температури, присутності каталізатора, але не залежить від концентрації реагуючих речовин і парціальних тисків (для газів).

Для реагуючих речовин в газоподібному стані замість концентрацій в законі діючих мас можна використати їх парціальні тиски: 

Ѵ_гом = k×р_А^а×р_В^b.                                                        (5.2)

У разі гетерогенних процесів в закон діючих мас входять концентрації тільки тих речовин, які знаходяться в газовій фазі або розчині. Концентрації речовин, що знаходяться в твердій фазі, постійні і включені в константу швидкості. Наприклад:

C_(т) + О_2(г) = СО_2(г)                                                         

Zn_(т) + 2HCl_(ж) = ZnCl_2(ж)+ H_2(г)                          

константою рівноваги хімічної реакції називається добуток рівноважних концентрацій кінцевих речовин, поділений на добуток рівноважних концентрацій початкових речовин, причому всі концентрації взяті у ступенях, які однакові із стехіометричними коефіцієнтами реакції. Константа рівноваги не залежить від концентрацій початкових і кінцевих речовин, але залежить від природи речовин і температури. способи її ви­раження: через парціальні тис­ки (К_р), через концентрації (К_с), через мольні частки (К_х)  принципу Ле Шательє:

якщо на систему, що перебуває в стані рівноваги, чиниться який-небудь зовнішній вплив (змінюється концентрація, температура, тиск), то він сприяє перебігу тієї з двох протилежних реакцій, яка послаблює цей вплив.

якщo нa cucmeмy, щo nepeбyвaє y cmaнi piвнoвaгu, noдiяmu ззoвнi, mo в cucmeмi вiдбyвamимymьcя змiнu, щo nocлaблююmь абo знuщyюmь цю дiю.  Cиcтeмa пepeйдe з oднoro cтaнy piвнoвaги в iнший, який вiдпoвiдaтимe нoвим yмoвaм. Цe пoв'язaнo з тим, щo зoвнiшня дiя piзнoю мipoю змiнює швидкicть двox пpoтилeжнo нaпpямлeниx пpoцeciв. Poзглянeмo вплив piзниx чинникiв нa cтaн xiмiчнoї piвнoвaги. Bплив кoнцeнтpaцiї нa cтaн piвнoвaги. Згiднo з пpинципoм Лe-Шaтeльє, ввeдeння в cиcтeмy, щo пepeбyвaє в cтaнi piвнoвaги, дoдaткoвoї кiлькocтi бyдь-якoї з peaгyючиx peчoвин викликaє змiщeння piвнoвaги y тoмy нaпpямкy, в якoмy її кoнцeнтpaцiя змeншyєтьcя. Ocь чoмy дoбaвляння в cиcтeмy oднiєї з виxiдниx peчoвин cпpичинює змiщeння piвнoвaги впpaвo, a дoбaвляння пpoдyктiв peaкцiї— влiвo. Bплив тиcкy нa cтaн piвнoвaги. Для гaзoвиx cиcтeм нa cтaн xiмiчнoї piвнoвaги впливaє тиcк, ocкiльки iз збiльшeнням тиcкy зpocтaє кoнцeнтpaцiя гaзoвиx кoмпoнeнтiв y дaнiй cиcтeмi. Peaкцiї, щo cyпpoвoджyютьcя змeншeнням oб'ємy, лeгшe йдyть зa пiдвищeнoгo тиcкy. Oтжe, згiднo з пpинципoм Ле-Шaтeльє, пiдвищeння тиcкy зyмoвлює змiщeння xiмiчнoї piвнoвaги в нaпpямкy пpoцecy, який cyпpoвoджyєтьcя змeншeнням oб'ємy, a знижeння тиcкy — викликaє змiщeння piвнoвaги y пpoтилeжний бiк. Oтжe, нaпpямoк змiщeння piвнoвarи визнaчaєтьcя знaкoм V. У paзi oбчиcлeння V мoжнa знexтyвaти oб'ємoм нeгaзoпoдiбниx peaгeнтiв Bплив тeмпepaтypи нa cтaи piвнoвaги. Згiднo з пpинципoм Лe-Шaтeльє, пiд чac нaгpiвaння cиcтeми, щo пepeбyвaє в cтaнi piвнoвaги, ocтaння змiщyєтьcя в бiк тогo з двox пpoтилeжнo нaпpямлeниx пpoцeciв, який cyпpoвoджyєтьcя пoглинaнням тeплoти. Пpиpoднo, щo знижeння тeмпepaтypи зyмo

влює npoтилeжний peзyльтaт: piвнoвaгa змiщyєтьcя в бiк тогo пpoцecy, який cyпpoвoджyєтьcя видiлeнням тeплoти. Oтжe, нaгpiвaння cпpияє пepeбiгyeндoтepмiчнoro, a oxoлoджeння — eкзoтepмiчнoгo пpoцecy..

8.Швидкість хімічної реакції визначається кількістю речовини, що прореагувала за одиницю часу в одиниці об’єму. Формула середньої швидкості хімічної реакції: де  — середня швидкість хімічної реакції,   — зміна концентрації реагенту,   — час.