- •Лекция № 4
- •План
- •4.1 Обратимыми
- •Изучая реак- ции выпаде- ния осадков из растворов, Бертолле первым при- шел к
- •Участвуя в Египетском походе французской армии как научный консультант Наполеона, Бертолле обнаружил отложения
- •Пределом протекания обратимых процессов
- •Химическое равновесие - это такое состояние обратимого процесса, в котором скорость прямой и
- •Признаком химического равно- весия является постоянство во времени концентраций всех веществ, участвующих в
- •Кинетические кривые обратимой реакции аА↔bВ
- •Кинетическое описание хими- ческого равновесия основано на законе действующих масс:
- •В состоянии равновесия
- •Закон действующих масс для обратимой реакции
- •Например:
- •Если в химической реакции участвуют га- зообразные, жидкие и твердые вещества, то в
- •Например:
- •Для описания обратимых газофазных реакций ис- пользуют константу химического равновесия, обозначаемую Kp:
- •Соотношение Kс и Кр описывается уравнением:
- •В основе термодинамического описания обратимого процесса лежит уравнение изотермы химической реакции
- •В состоянии химического
- •Термодинамический расчет константы равновесия:
- •Свободная энергия и равновесие
- •Совместное решение системы уравнений позволяет описать влияние температуры на константу химического равновесия:
- •Соответственно:
- •Для экзотермических реакций увеличение температуры приводит к уменьшению конс- танты равновесия
- •Для эндотермических реакций увеличение температуры приводит к увеличению конс- танты равновесия
- •4.2Состояние химического
- •Энергетическая диаграмма обратимой реакции
- •В 1884 г. фран- цузский фи- зико-химик и металлург
- •Принцип Ле Шателье: «Если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказывать внешнее
- •В любом случае равновесие будет смещаться до тех пор, пока не наступит новое
- •Частные случаи принципа Ле Шателье
- •Смещение равновесия in vivo
- •Частные случаи принципа Ле Шателье
- •Изменение давления не влияет на смещение химического равно- весия, если:
- •Смещение равновесия in vivo
- •Частные случаи принципа Ле Шателье
- •Смещение равновесия in vivo
- •Принцип Ле Шателье прекрасно действует и в тех случаях, которые не имеют никакого
- •Другой пример. В одном из городов США было решено избавиться от постоянных пробок
- •4.3 Важнейшей биосредой является вода. Описание процессов, протекающих в водных растворах, возможно с
- •Диссоциация воды
- •Вода –очень слабый природный электролит: при комнатной тем- пературе из 5 млн. молекул
- •Поскольку
- •Для воды и водных растворов:
- •Диссоциация слабых кислот
- •Диссоциация слабых оснований
- •Чем больше Ка и Kb, тем сильнее диссоциируют кис- лоты и основания в
- •Гидролиз
- •Гидролиз солей
- •Гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой :
- •Гидролиз соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием:
- •Гидролиз соли, образованной слабым основанием и слабой кислотой:
- •Способность соли к гидролизу характеризуется при помощи степени гидролиза (h):
- •Благодарим за внимание!!!
Для эндотермических реакций увеличение температуры приводит к увеличению конс- танты равновесия
4.2Состояние химического
равновесия является наиболее энергетически выгодным состоянием обратимого про- цесса, так как характеризуется минимальным запасом внут- ренней энергии системы(G min)
Энергетическая диаграмма обратимой реакции
G, |
|
|
|
|
Любой |
|
|
|
|||
кДж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обратимый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
процесс |
|
|
G<0 |
G'<0 |
|
стремится к |
|
|
|
G=0 |
|
равновесию |
|
|
|
|
|
|
Координата реакции
В 1884 г. фран- цузский фи- зико-химик и металлург
Ле Шателье
сформулировал
общий |
закон |
смещения |
хи- |
мического |
рав- |
новесия: |
Анри Луи Ле Шателье |
(1850–1936)
Принцип Ле Шателье: «Если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказывать внешнее воздействие (изменять темпера-туру, давление, концентрации веществ), то положение равновесия смещается в такую сторону, чтобы ослабить внешнее воздействие».
В любом случае равновесие будет смещаться до тех пор, пока не наступит новое положение равновесия, которое соответствует новым условиям. Этот принцип позволяет легко предсказать качественные изменения в равновесной системе при изменении условий
Частные случаи принципа Ле Шателье
A)повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической, а пониже-ние температуры - в сторону экзотермической реакции:
Смещение равновесия in vivo
Hb + O2 ↔ HbO2, rН = - 10 кДж
При повышении температуры равновесие смешается влево (кровь отдает кислород тканям), при понижении температуры равно- весие смещается вправо (кровь обогащается кислородом).
Частные случаи принципа Ле Шателье
Б) при повышении давления равновесие сме- щается в сторону меньшего количества газообразных веществ, а при понижении давления - в сторону их большего количества.
Изменение давления не влияет на смещение химического равно- весия, если:
•В реакции не участвуют газы;
•Реакция протекает без изменения
количества газообразных веществ
N2 + O2 ↔ 2 NO
