32 Химическое равновесие. Необратимые и обратимые процессы.

Реакции, которые протекают только в одном направлении и завершаются полным превращением исходных реагирующих веществ в конечные вещества, называются необратимыми.

Примером такой реакции может служить разложение хлората калия (бертолетовой соли) при нагревании:

2KClO ₃ = 2KCl + 3O ₂ ↑

Реакция прекратится тогда, когда весь хлорат калия превратится в хлорид калия и кислород. Необратимых реакций не так много. Большинство реакций являются обратимыми.

Обратимыми называются такие реакции, которые одновременно протекают в двух взаимно противоположных направлениях. В уравнениях обратимых реакций между левой и правой частями ставят две стрелки, направленные в противоположные стороны. Примером такой реакции может служить синтез аммиака из водорода и азота:

 ,∆H = -46,2 кДж / моль

В технике обратимые реакции, как правило, невыгодны. Поэтому различными методами (изменение температуры, давления и др.) их делают практически необратимыми.

Необратимыми называются такие реакции, при протекании которых: 1) образующиеся продукты уходят из сферы реакции — выпадают в виде осадка, выделяются в виде газа, например ВаСl₂ + Н ₂SО ₄ = ВаSО₄↓ + 2НСl Na ₂CO ₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂ ↓ + H₂O

2) образуется малодиссоциированное соединение, напри­мер вода: НСl + NаОН = Н₂О + NаСl

3) реакция сопровождается большим выделением энергии, например горение магния Mg + ¹/₂ О₂ = МgО, ∆H = -602,5 кДж / моль В уравнениях необратимых реакций между левой и правой частями ставится знак равенства или стрелка.

33 Факторы определяющие направление протекания хим. Реакций

Направление протекания химического процесса  определяется двумя факторами: изменением энтальпии и изменением энтропии. Возможность протекания процесса зависит от того, какой вклад составляющих - энтальпийной или энтропийной - в изобарный потенциал окажется больше. [2]

Одна из основных задач  химической термодинамики состоит в предсказании возможного направления химической реакции, в расчете химических равновесий и определении возможных выходов продуктов реакции. В принципе эту задачу можно решить лишь на основании соотношения (У.225). Иными словами, мы хотим показать, что введение в термодинамику понятий изохорного и изобарного потенциалов не вносит в эту дисциплину ничего принципиально нового, а преследует цель практического удобства расчета. При промышленной реализации     гетерогенно-каталитических процессов приходится регулировать скорости и направления химических реакций, механизм которых известен лишь в самых общих чертах, а катализаторами служат сложные твердые вещества, свойства которых до сих пор до конца не выяснены и в состав которых могут входить почти все элементы Периодической системы  Менделеева.[c.9] В исследованиях Н. Н. Бекетова (1865) было показано, что направление химической реакции в ряде случаев зависит от     давления газа и от концентрации раствора и при известных значениях этих величин реакция может прекратиться, не дойдя до конца. Он писал При некотором давлении Oj производит в растворе уксусной кислоты осадок углекислой соли, а растворение мрамора, который я постоянно употреблял в своих опытах, в свою очередь при некотором давлении прекращается, несмотря на избыток кислоты.. ..Итак, не было никакого сомнения, что при густоте углекислоты, соответствующей 17 атмосферам давления, действие ее и уксусной кислоты уравновешивается.. ..Химическое действие газов зависит от давления и, смотря по величине давления , может даже совершаться в обратном направлении . [c.261] В зависимости от условий эта реакция может протекать самопроизвольно как в прямом, так и обратном направлении.     Химическая реакция протекает самопроизвольно до тех пор, пока не достигнуто химическое равновесие между реагирующими веществами. Условия химического равновесия , как и всякого равновесия, могут определяться термодинамическим или молекулярно-статистическим методом.[c.246] Если же     реагирующие вещества не подчиняются законам идеальных газов, то в уравнение (Х1,5) вместо парциального давления следует подставить летучесть или активность. Уравнение (XI,5) позволяет установить влияние температуры, инертного газа и начальных концентраций иа направленность химической реакции.