logo
пособие по химии

9.1. Понятие о химическом равновесии

Химические реакции разделяются на обратимые и необратимые.

Необратимыми называются реакции, которые протекают только в одном направлении. Условиями протекания необратимых реакций являются следующие факторы:

а) выделение газа:

Na2CO3 + 2HCl  CO2 + H2O + 2NaCl

б) выпадение осадка:

BaCl2 + Na2SO4  BaSO4 + 2NaCl

в) образование малодиссоциированного соединения (например, воды):

HCl + NaOH  H2O + NaCl

г) выделение большого количества тепла:

2Mg + O2  2MgO (H =  603 кДж/моль).

Обратимыми называются реакции, которые протекают одновременно в прямом и обратном направлениях, например:

N2 + 3H2 D 2NH3; CH3COOH D CH3COO + H+

Химическое равновесие - это состояние системы, при котором скорости прямой и обратной реакций равны.

Равновесие называется динамическим или подвижным, так как после достижения состояния равновесия и прямая, и обратная реакция по-прежнему идут, хотя видимых изменений в системе не происходит.

Закон действующих масс для химического равновесия выражается следующим образом:

если: аА + вВ D сС + dD , то Кр = (18)

где Кр - константа равновесия процесса, [A]p, [B]p, [C]p, [D]p - молярные равновесные концентрации веществ А, В, С и D.

Если К  1, то равновесие смещено вправо, если К  1 - влево.

Отношение произведения молярных концентраций продуктов реакции, взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, к такому же произведению молярных концентраций исходных веществ, есть величина постоянная при постоянной температуре.

Поскольку выражение для константы равновесия является следствием кинетических уравнений, в него не могут входить концентрации твердых веществ:

C(тв.) + СO2(газ) D 2CO(газ) ; Кр =

При изменении условий реакции равновесие может нарушаться (сме-щаться). Если при этом увеличивается скорость прямой реакции, то говорят о смещении равновесия вправо, обратной - влево.

Направление смещения определяется принципом Ле-Шателье (1884).

Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить концентрацию, температуру или давление), то равновесие смещается в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие.

Катализатор, влияющий на скорость установления равновесия, не влияет на его смещение, т.к. ускоряет и прямую, и обратную реакцию в равной степени.