16. Обратимые реакции. Хим равновесие. Закон действующих масс. Константы равновесия
Обратимые реакции — хим реакции, протекающие одновременно в двух противоположных направлениях (прямом и обратном), пр: 3H2+N2 ⇆ 2NH3 Направление обратимых реакций зависит от концентрац веществ.
Химическое равновесие – это динамическое состояние обратимых процессов, при которой скорость прямой реакции = скорости обратной реакции, а соотношение количеств реагентов и продуктов во времени не меняется.
ЗДМ - соотношение произведения равновесных концентраций с участием их стехиометрических коэф-ов, есть величина постоянная. Согласно Закону Действия масс скорость, с которой вещества реагируют друг с другом, зависит от их концентрации. VаА+VbB↔VcC+VdD
Константы равновесия Может быть записана через равновесные активности (а), равновесные концентрации (C), равновесные парциальные давления (p). AA + BB CC + DD (1).
Для реакции (1): Ka = (aC(C) * aD(D)) / (aA(A) * aB(B)) — ТД константа равновесия.
KC = (CC(C) * CD(D)) / (CA(A) * CB(B)) — концентрационная константа равновесия.
Kp = (CC(C) * CD(D)) / (CA(A) * CB(B)) — константа равновесия для давлений.
Для разбавленных растворов используют константу, выраженную через концентрации. Для газовых реакций используют константу, выраженную через парциальные давления.
Внимание! Ka KС Kp. Под действием внешних факторов равновесные активности/концентрации/давления компонентов системы могут меняться, однако их соотношение, т. е. константа равновесия, всегда остаётся постоянной при данной температуре.
Итак, Ka KС Kp, Ka, KС, Kp = inv (T). K = 1: истинное равновесие; K > 1: равновесие смещено вправо; K < 1: равновесие смещено влево. G = –RT * lnK. С
мещение равновесия подчиняется закону Ле-Шателье: Если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается воздействие извне, то равновесие смещается в сторону, подавляющую это воздействие. Константа равновесия изменяется только при температурном воздействии.
Конст равнов -это хар-ка индивидуального процесса, завис от природы всех компонентов и t.
υаА+υbB↔υcC+υdD при равновесии скорость Vпр=Vобр
Vпр=К1*САυА* СBυB
Vобр= К2*Сcυc* СDυD
при равновесии К1*САυА* СBυB= К2*Сcυc* СDυD
К= Сcυc* СDυD/ САυА* СBυB=const – закон действ масс (при t=const)
В
гомогенных
сис-мах
: газовые
2SO2
(г) +О2(г)
= 2SO3
=
;
в растворе 2NaОНр-р + Н2SO4 р-р→Nа2SO4 р-р+2 Н2О*
ОН-
+
Н +→Н2О
=
const
=
В гетерогенных сис-мах
Константа равновесия не включает жидкие и твердые вещ-ва. Их состояние можно принять за сос-е чистого вещ-ва, т.е. С - постоянная величина.
MgСО3(тв)
Mg
O(тв)
+ СО2(г)
вещества К= С(СО2)
Если в водном растворе, то Кр записывается для сокращенной ионно-молекулярной формы.
Выражения для константы равновесия записывают на основании уравнения химической реакции. При записи следует помнить, что:
1. Те компоненты, С которых в процессе не меняется, в выражение константы не входят Срастворителя , так как она >>С других компонентов, например если реакция идет в водном растворе, не меняется
2. Твердые и жидкие вещества в гетерогенных реакциях обособленна от остальных компонентов физической границей раздела фаз. Их состояния можно принять за состояние чистого вещества., а Счистого вещества = const
3. Если в водном растворе, то Кравновесия записывается для сокращенной ионно-молекулярной формы.