Влияние температуры

Влияние температуры зависит от знака теплового эффекта реакции. При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры — в направлении экзотермической реакции. В общем же случае при изменении температуры химическое равновесие смещается в сторону процесса, знак изменения энтропии в котором совпадает со знаком изменения температуры. Зависимость константы равновесия от температуры в конденсированных системах описывается уравнением изобары Вант-Гоффа:

в системах с газовой фазой — уравнением изохоры Вант-Гоффа

В небольшом диапазоне температур в конденсированных системах связь константы равновесия с температурой выражается следующим уравнением:

Например, в реакции синтеза аммиака

N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃ + Q

тепловой эффект составляет +179,2 кДж/моль, реакция экзотермическая, поэтому повышение температуры приводит к смещению равновесия в сторону исходных веществ и уменьшению выхода продукта.

Влияние давления

Давление существенно влияет на положение равновесия в реакциях с участием газообразных веществ, сопровождающихся изменением объёма за счёт изменения количества вещества при переходе от исходных веществ к продуктам:

При повышении давления равновесие сдвигается в направлении, в котором уменьшается суммарное количество молей газов и наоборот.

В реакции синтеза аммиака количество газов уменьшается вдвое: N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃

Значит, при повышении давления равновесие смещается в сторону образования NH₃, о чем свидетельствуют следующие данные для реакции синтеза аммиака при 400 °C:

давление, МПа	0,1	10	20	30	60	100
объемная доля NH3, %	0,4	26	36	46	66	80

Влияние инертных газов

Введение в реакционную смесь или образование в ходе реакции инертных газов действует также, как и понижение давления, поскольку понижается парциальное давление реагирующих веществ. Следует отметить, что в данном случае в качестве инертного газа рассматривается газ, не участвующий в реакции. В системах с уменьшением количества молей газов инертные газы смещают равновесие в сторону исходных веществ, поэтому в производственных процессах, в которых могут образовываться или накапливаться инертные газы, требуется периодическая продувка газоводов.

Влияние концентрации

Влияние концентрации на состояние равновесия подчиняется следующим правилам:

• При повышении концентрации одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции;

• При повышении концентрации одного из продуктов реакции равновесие сдвигается в направлении образования исходных веществ.

Практическая часть

Опыт 1.

Пробирка 1

Наливаем в пробирку 2мл 0.02М раствора хлорида железа(III) и добавляем к нему 2 мл 0.02М раствора роданида калия.Полученный растввор разбавляем 4мл дистиллированной воды и перемешиваем,заткнув пробирку резиновой пробкой.

Пробирка 2

Наливаем в пробирку 2мл 0.02М раствора хлорида железа(III) и добавляем к нему 2 мл 0.02М раствора роданида калия.Полученный растввор разбавляем 4мл дистиллированной воды и перемешиваем,заткнув пробирку резиновой пробкой.Добавляем 3 капли концентрированного раствора хлорида железа.

Пробирка 2

Наливаем в пробирку 2мл 0.02М раствора хлорида железа(III) и добавляем к нему 2 мл 0.02М раствора роданида калия.Полученный растввор разбавляем 4мл дистиллированной воды и перемешиваем,заткнув пробирку резиновой пробкой.Добавляем 3 капли концентрированного раствора роданида калия.

Пробирка 4

Наливаем в пробирку 2мл 0.02М раствора хлорида железа(III) и добавляем к нему 2 мл 0.02М раствора роданида калия.Полученный растввор разбавляем 4мл дистиллированной воды и перемешиваем,заткнув пробирку резиновой пробкой.Добавляем несколько кристаликов хлорида калия.

Опыт 2

В пробирку наливаем 3мл 1Н раствора(VI)калия и по каплям добавляем 2Н раствор серной кислоты,наблюдаем изменение окраски.Когда раствор станет оранжевым,добавляем по каплям раствор щелочи(КОН).

Опыт 3

В пробирку наливаем 3мл 2Н раствора аммиака.Добавляем 1-2 капли раствора финолфталеина и наблюдаем появление красной окраски.Нагреваем пробирку.Окраска изчезает.Охлаждаем пробирку водой из под крана.

Обсуждения резульатов

Опыт 1.

Пробирка 1

Наблюдаем образование раствора коричневого цвета.Оставляем пробирку в качестве эталона.

Пробирка 2

При добавлении концентрированного раствора хорида железа(III)наблюдаем потемнение раствора.

Пробирка 3

При добавлении концентрированного раствора роданида

калия наблюдаем заметное потемнение раствора,по сравнению с раствором Пробирки 1.

Пробирка 4

При добавлении кристаликов хлорида калия наблдаем заметное посветленее изначального раствора.

Вывод:По принципу Ле Шателье, При повышении концентрации одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции;

Опыт 2

При добавлении к раствору хромата калия серной кислоты,наблюдаем именение окраски раствора из ярко-желтого в оранжевый

 2 K₂CrO₄ +H₂SO₄ = K₂Cr₂O₇ + K₂SO₄ + H₂O

Вывод:при добавлении какого-либо вещества в исходное,мы наблюдаем смещение равновесия в сторону,компенсирующую изменение.

Опыт 3

Когда после добавление фенофталеина к растовору аммиака наблюдаем появление красной окраски,начинаем нагревать пробирку.Происходит обесцвечивание раствора.Далее охлаждаем пробирку под водой из экрана.Окраска раствора снова изменяется в красный цвет.

NH₃ + H₂O = NH₃·H₂O = NH₄⁺ + OH⁻

Вывод:Реакция образования гидроксида аммония обратима, поэтому в водных растворах гидроксид аммония находится в равновесии с аммиаком, обусловливающим резкий запах таких растворов.

Вывод

Изучив теоретический материал,мы увидели,что на химическое равноесие могут оказывать влияния такие факторы как,концентрация исходных веществ,концентрация продуктов реакции,температура,и давление.

Проведя ряд опытов,мы убедились в том,что химическое равновесие смещается в ту или иную сторону при изменении температуры и концентрации веществ.Так же удалось выяснить и эксперементально доказать зависимость химического равновесия от среды,в которой находится вещество.