Закон действия масс

При постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ в степени, равной коэффициенту перед формулой данного вещества в уравнении реакции.

Пример: для реакции, записанной в общем видетА + пВ = qАВ скорость реакции может быть выражена уравнением

т и п - коэффициенты реагирующих веществ.

Пример:

Коэффициент пропорциональности «k» называетсяконстантой скорости реакции, зависящая от природы реагирующих веществ, температуры и от присутствия катализатора, но не зависящая от концентрации - в этом существенная разница между константой и скоростью реакции.

При концентрации каждого из реагирующих веществ, равных

1. ,k равна скорости химической реакции.

;

Закон действия масс справедлив только для наиболее простых по своему механизму взаимодействия. Сложные реакции могут быть совокупностью параллельно или последовательно протекающих процессов.

Закон действия масс справедлив для каждой отдельной стадии реакции, но не для всего взаимодействия в целом. Та стадия процесса, скорость которой минимальна, лимитирует скорость реакции в общем.

Зависимость скорости от температуры.

При повышении температуры скорость реакции увеличивается в соответствии с правиломВант-Гоффа:

«При повышении температуры на каждые 10° скорость реакции и константа скорости увеличивается в 2-4 раза»

, где И- температуры, при которых измеряютсяи;

и - скорости химических реакций

Значительно более точно зависимость константа скорости от температурыописывается уравнением Аррениуса.

, где А - предэкспоненциальный множитель, который не зависит от температуры, Е – энергия активации – минимальная энергия столкновения молекул, необходимая для реакции.

2.3 Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие. Константа равновесия. Принцип Ле-Шателье. Фазовые равновесия. Правило фаз. Химическое равновесие.

Химическим равновесием называют не изменяющееся во времени при постоянном давлении, объёме и температуре состояние системы, содержащей вещества, способные к взаимодействию.

Скорость реакции в прямом направлении равна скорости реакции в обратном направлении.

Количественной характеристикой равновесия является его константа()

Допустим, что в закрытой системе при P,T=constпротекает обратимая химическая реакция, которая заканчивается установлением равновесия:

Для этой реакции справедливо выражение:

, где ,и т.д. равновесные концентрации, не изменяющиеся во времени (моль/л).

Химическая кинетика. Химическое равновесие. Правило Ле Шателье-Брауна.

Характер смещения под влиянием внешних воздействий можно прогнозировать, применяя принцип Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии оказывается воздействие извне, то равнове­сие в системе смещается так, чтобы ослабить внешнее воздействие.

1.Влияние концентраций:

Повышение концентрации одного из реагирующих веществ смещает равновесие в сторону расходования вещества. Понижение концентра­ции - в сторону образования вещества.

2.Влияние температуры:

Повышение температуры смещает равновесие в сторону реакции, идущей с поглощением теплоты (эндотермической), а понижение температуры смещает равновесие в сторону реакции, идущей с выде­лением теплоты (экзотермической).

3. Влияние давления:

Повышение давления смещает равновесие в сторону реакции, идущей с уменьшением объема и, наоборот, понижение давления - в сторону реакции, идущей с увеличением объема.

Пример 1:Как сместится химическое равновесие при синтезе ам­миака в экзотермической реакции?

Решение:При повышении температуры в экзотермической реак­ции

реакция протекает с выделением теплоты, равновесие должно сдви­гаться влево (в сторону исходных веществ).

Скорость реакции:

При увеличении давления в три раза концентрация веществ увеличивается также в три раза:

Такое изменение концентрации увеличивает скорость прямой ре­акции в 81 раз, а обратное в 9 раз, т.е. при увеличении давления в три раза состояние равновесия достигается быстрее в 81 : 9 = 9 раз.

В левой части уравнения участвуют 3+1=4 моль вещества, а в правой части уравнения получается 2 моль, поэтому увеличение давления приводит к повышению выхода целевого продукта, что подтверждает принцип Ле Шателье.