Аналитическая химия - основы качественного и количественного анализа

Пусть при некоторых условиях протекает обратимая химическая реакция:

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:

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

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:

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

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.

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

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.

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

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

то уравнение состояния химического равновесия принимает форму

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

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

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию

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