Главная страница сайта Услуги решения задач по химии
Лекции по химии Учебник - общая химия


§ 10. КОНСТАНТА ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ

Пусть при некоторых условиях протекает обратимая химическая реакция:

A+B»±D+E (1)

В начальный момент времени концентрация веществ А и В максимальна, а концентрации веществ D и Е равны нулю. Так как в ходе реакции вещества А и В расходуются на образование новых веществ, то их концентрация уменьшается, что вызывает также и уменьшение скорости реакции. Пусть взаимодействие веществ А и В будет прямой реакцией:

A+B-D+E (2)

По закону Гульдберга и Вааге скорость прямой реакции в любой момент времени (i)t) равна:

[А] [в], (3)

где Kt—константа скорости прямой реакции; [А] и [В]—концентрации веществ А и В.

В результате реакции между веществами А и В образуются новые вещества D и Е, концентрация которых будет возрастать по мере уменьшения скорости прямой реакции. При столкновениях молекул веществ D и Е образуются первоначальные вещества А и В и скорость этого процесса будет возрастать. Пусть реакция между веществами D и Е есть обратная реакция:

D+E-A+B (4)

• Скорость обратной реакции (t>2) по закону Гульдберга и Вааге равна:

r2=K2[D][E], (5)

где К2— константа скорости обратной реакции; [D] и [Е] — концентрации веществ D и Е.

В начальный момент времени концентрации веществ D и Е равнялись нулю и скорость обратной реакции также была равна нулю. Но по мере увеличения концентрации веществ D и Е скорость обратной реакции возрастает.

Следовательно, в ходе обратимой реакции скорость прямой реакции (vi) постоянно уменьшается, тогда как скорость обратной реакции (v2) все время возрастает. В результате наступает такой момент, когда скорости прямой и обратной реакции становятся равными, т. е.

Vi=V2. (6)

Если левые части равенств (3) и (5) равны, то равны и их правые части, т. е.

^[A][B] = X2[D][E]. (7)

Состояние, когда Vi = v2, называют равновесным. В момент химического равновесия скорости прямой и обратной реакции одинаковы, реакции (2) и (4) не прекращаются, а концентрации всех веществ в момент равновесия остаются постоянными. Внешне кажется, что- все процессы в системе остановились. Если не изменять внешних условий, то состояние равновесия может сохраняться сколь угодно долго.

Химическое равновесие носит динамический характер. Прямая и обратная реакции не прекращаются, но концентрации веществ остаются постоянными из-за равенства скоростей прямой и обратной реакций.

Равенство (7) можно представить так:

*. = [Р][Е] ,оч

К2 [А][В]-

Отношение двух постоянных в левой части уравнения (8) есть величина постоянная. Если принять

Ki/Кг — КР>

ТО

[А][ВГ*'- (9)

Величину Кр называют константой равновесия. Она является характерной для данной реакции величиной, которая не зависит от концентрации реагирующих веществ, но зависит от природы взятых веществ и температуры. Уравнение (9) является следствием из закона действующих масс применительно к обратимым реакциям и может быть сформулировано так:

при установившемся химическом равновесии отношение произведения концентраций продуктов реакции к произведению концентраций реагирующих веществ есть величина постоянная для данной реакции при определенных условиях. Если перед участвующими в реакции веществами стоят коэффициенты и уравнение имеет вид

mA+nB+ipD+qE

то уравнение состояния химического равновесия принимает форму

M'W к по)

Как уравнение (9), так и уравнение (10) можно применять только к системам, находящимся в равновесии.

Зная Кр, можно рассчитать выход реакции, т. е. отношение количества вещества, полученного в результате реакции в данных условиях, к тому количеству вещества, которое получилось бы, если бы реакция дошла до конца.

Например, если для реакции, выраженной уравнением

A+B*±D+E



 

Вернуться в меню книги (стр. 1-100)

 

Решаем контрольные работы по химии
Срочно нужно решить задачи по химии, выполнить контрольную работу или написать реферат? Тогда вам сюда.

 

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию