Обратимые реакции

Обратимой называется реакция, которая может происходить в обоих направлениях, т.е. возможна реакция продуктов между собой с образованием реагентов (обратная реакция).

Рассмотрим обратимую гомогенную химическую реакцию, в которой из некоторых веществ A и B получаются продукты C и D, будем считать и прямую, и обратную реакции элементарными.

i A + j B m C + n D – i, j, m, n – коэффициенты.

Символ обратимой реакции – две стрелочки, направленные в противоположные стороны. Если стрелочка направлена только в одну сторону, реакцию считают необратимой.

Пусть для определенности константа скорости прямой реакции равна k+, константа скорости обратной реакции равна k – , начальные концентрации продуктов реакции C0 и D0 равны 0.

Запишем

выражение

для

скоростей

прямой и обратной реакций

W+ = k+ [A]i[B]j,

W- = k– [C]m[D]n

Таким образом, скорость расходования

вещества А определяется выражением

(*)

d[ A]

= −ik + [ A]i [B] j + ik −[C]m [D]n .

dt

Нетрудно понять, что в начальный

момент W+ >> W- = 0, однако с течением

времени W+ уменьшается (так как

уменьшается

концентрация

реагентов),

а W- возрастает

(так как

увеличивается

концентрация продуктов).

Таким образом, неизбежно настанет такой момент времени, при котором

значения скоростей W+ и W- окажутся одинаковыми (причем ненулевыми!).

W+ = W-, следовательно, правая часть уравнения (*) обращается в нуль.

Решением уравнения d[ A] = 0 , является некоторое конкретное число [A] = const,

dt

т.е. [A] не зависит от времени и не меняется с течением времени.

Аналогичными рассуждениями нетрудно получить

[B] = const1, [C] = const2, [D] = const3.

Лекция 8.

Факторы, влияющие на скорость реакции. Химическое равновесие.

Таким образом, оказалось, что для обратимой реакции существует некоторое состояние, при котором скорости прямой и обратной реакции равны, а концентрации веществ не меняются со временем. Данное состояние называется химическим равновесием.

Концентрации веществ, находящихся в химическом равновесии, называются