Закон действия масс

В 1867 г. Гульберг и Вааге предположили, что скорость

реакции пропорциональна концентрациям реагентов в

степенях, равных коэффициентам, стоящим перед

формулой этого вещества в уравнении реакции.

A + 2B C + D

v = k [A] [B]2

Это гипотеза называется законом действия масс (закон

действующих масс).

Такая зависимость справедлива для многих (не для всех!)

гомогенных реакций. Для гетерогенных реакций

учитываются только концентрации веществ в газовой фазе

или растворе. Концентрация веществ в твердой фазе

постоянна и входит в константу скорости.

Зависимость скорости реакции

от температуры

Скорость большинства химических реакций быстро

возрастает с повышением температуры.

Уравнение Вант-Гоффа

v

= v * (t2-t1)/10

t2

t1

- температурный коэффициент

скорости реакции. Он показывает во

сколько раз реакция ускоряется при

повышении температуры на 10°С.

Типичные от 2 до 4.

Пример: При повышении температуры

на с 40 до 80°С, скорость реакции

выросла в 16 раз. Определить .

Решение: v / v = (80-40)/10 = 16

4

= 16

= 2

t2

t1

Химическое равновесие

Многие химические реакции протекают не до

конца, а до некого состояния, при котором в

реакционной смеси наряду с продуктами

остаются и исходные реагенты. Это

происходит из-за того, что сравниваются

скорости прямой реакции образования

продуктов из исходных реагентов и обратной

реакции образования исходных реагентов из

продуктов. Такое состояние, когда скорости

прямой и обратной реакций равны, называется

состоянием равновесия.

Константа равновесия

aA + bB cС + dD

В состоянии равновесия скорости прямой и обратной

реакций равны. По закону действующих масс:

V

= k

пр

[A]a [B]b

=

V

обр

= k

обр

[C]c [D]d

пр

Приравняем эти выражения и поделим одно на другое.

k

пр

/ k = [C]c [D]d /([A]a [B]b)

обр

Слева в выражении отношение констант, т.е. константа.

Она называет константой равновесия.

K

= [C]c [D]d /([A]a [B]b)

c

Это выражение справедливо для всех реакций, но только в

состоянии равновесия!

Обозначение Kc означает, что она выражена для

концентраций (c).

Равновесие в

гетерогенных реакциях

Для гетерогенных реакций, где наряду с газами

или растворенными веществами присутствуют

твердые вещества или жидкости, концентрации

последних не входят в выражение константы

равновесия, т.к. они постоянны.

O2(газ) + С(тв) = CO2 (газ)

Kc = [CO2]/[O2]

Равновесие в газовых

смесях

Если все вещества, участвующие в химической

реакции, находятся в газовой фазе, то константу

равновесия можно выразить не только, через

концентрации, но и через парциальные

давления.

aA + bB cС + dD

K

p

= (p )c (p )d

/ (p

)a (p

)b

C

D

A

B

Константа равновесия, выраженная в

парциальных давлениях обозначается Kp.

Принцип Ле Шателье

Принцип Ле Шателье (1884 г.)

При приложении любого воздействия

на систему, находящуюся в

состоянии равновесия, в

результате протекающих в ней

процессов равновесие сместится в Анри Луи

таком направлении, что оказанное

Ле Шателье

воздействие уменьшится.

(1850-1936)