Вьюник. Лекция № 16
.pdf
Загальнi положення Каталiз |
Механiзм хiмiчних реакцiй Зв‘язок мiж G◦ i Kхр Вплив змiни умов на хiмiчну рiвновагу |
Зв‘язок мiж |
G◦ i Kхр |
Константа рiвноваги чутлива до змiни T, H0, S0.
Для розрахунку змiни енергiї Гiббса в реакцiях, в яких реагуючi речовини i продукти реакцiї не знаходяться в стандартному станi, використовують слiдуючi рiвняння:
|
|
|
|
|
Cc |
· Cd |
|
|||||
G = |
G0+RT ln |
|
|
C |
|
D |
|
Рiвняння iзотерми Вант-Гоффа. |
||||
|
Ca |
· Cb |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
B |
|
||
|
|
|
|
|
|
Pp |
· Pd |
|
||||
G = |
G0 + RT ln |
P |
D |
. |
||||||||
Pa |
· Pb |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
A |
B |
|
|||
При |
G = 0 |
|
G0 = −RT lnK звiдси |
|||||||||
lgK = − |
52.3 |
· |
G0. При T = 298.15K lg K = −0.175· G0 |
|||||||||
|
||||||||||||
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
31/35
Загальнi положення Каталiз Механiзм хiмiчних реакцiй Зв‘язок мiж G◦ i Kхр Вплив змiни умов на хiмiчну рiвновагу
Вплив змiни умов на хiмiчну рiвновагу
Вплив змiни умов на хiмiчну рiвновагу визначається принципом Ле-Шательє. Протидiючи зробленiй змiнi, система переходить iз одного стану рiвноваги в iнший. Це зв‘язано з тим, що зовнiшнiй вплив в рiзнiй мiрi змiнює швидкiсть двох взаємно протилежних процесiв.
Вплив температури. Нагрiвання викликає змiщення рiвноваги в бiк того iз 2-х зустрiчних процесiв, протiкання якого супроводжується поглинанням тепла.
Зниження температури призводить до протилежного результату: сприяє екзотермiчному процесу.
32/35
Загальнi положення Каталiз Механiзм хiмiчних реакцiй |
Зв‘язок мiж G◦ i Kхр Вплив змiни умов на хiмiчну рiвновагу |
Вплив змiни умов на хiмiчну рiвновагу |
|
G |
G |
T2 > T1 |
T2 > T1 |
(ΔH > 0) |
(ΔH < 0) |
|
|
T1 |
T1 |
|
|
T2 |
T2 |
Вих. р. |
Прод. р. |
Вих. р. |
Прод. р. |
Напрямок змiщення рiвноваги визначається знаком теплового ефекту. Ступiнь змiщення рiвноваги визначається ве-
охл
личиною теплового ефекту. 2 NO2 ===нагр= N2O4
33/35
Загальнi положення Каталiз Механiзм хiмiчних реакцiй Зв‘язок мiж G◦ i Kхр Вплив змiни умов на хiмiчну рiвновагу
Вплив змiни умов на хiмiчну рiвновагу
Вплив тиску. Стиснення змiщує рiвновагу в напрямку процесу, який супроводжується зменшенням об‘єму, а зниження P викликає зсув рiвноваги в протилежний бiк.
Напрямок змiщення рiвноваги визначається знаком змiни об‘єму V . Ступiнь змiщення рiвноваги визначається величиною V . Чим менше абсолютне значення V , тим менше вплив P на рiвновагу.
Наприклад, для процесу, що характеризується V = 0
CO + H2O −−−−−− H2 + CO2 тиск не впливає на змiщення рiвноваги при невеликому тиску.
34/35
Загальнi положення Каталiз Механiзм хiмiчних реакцiй Зв‘язок мiж G◦ i Kхр Вплив змiни умов на хiмiчну рiвновагу
Вплив змiни умов на хiмiчну рiвновагу
Вплив концентрацiї. 2 SO2 +O2 |
−−− 2 SO3. Напрямок змi- |
|
−−− |
щення визначається надлишком реагента, ступiнь змiщення визначається величиною стехiометричних коефiцiєнтiв.
|
|
|
[Fe(CNS) |
][KCl]3 |
−−− |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
FeCl3+3 KCNS −−− |
Fe(CNS)3+3 KCl K |
= |
[FeCl3][KCNS]3 |
|
|
H2SO4 |
+ H2O |
|
|
CH3OH + CH3COOH ===== CH3COOCH3 |
|
|||
Вплив iнертного газу. Введення в рiвноважну систему iнертного газу при P= Const приводить до зменшення (pi)ci реагентiв:
|
|
|
Реакцiя |
Знак V |
напрям процесу |
|
|
|
|
||
3 H2 |
+ N2 −−− 2 NH3 |
V < 0 |
< = |
||
|
|
|
−−− |
|
|
CH4 |
+ CO2 −−− 2 CO + 2 H2 |
V > 0 |
= > |
||
|
|
|
−−− |
|
|
|
H2 |
+ Cl2 −−− 2 HCl |
V = 0 |
< = > |
|
|
|
|
−−− |
|
|
35/35