Химично равновесие
Изтегляне 16.19 Kb.
|
Свързани:
myText
|
Химично равновесие Когато в една затворена система при дадени условия се установи равновесие между скоростите на правата и обратната реакция (скоростите се изравнят) и концентрациите на всички вещества, които участват в реакцията, спрат да се изменят, може да се говори за достигане на химично равновесие. Основната характеристика на такава система е равновесната константа Kc. Тя е константа за дадена температура и изразява отношението между скоростните константи на участващите вещества за правата и обратната реакция, когато скоростите на двата процеса са равни (намират се в равновесие). Kc е също равна на произведението на равновесните моларни концентрации отнесени към произведението на равновесните моларни концентрации на продуктите. В общ вид може да се запише реакцията a1A1+a2A2+…= b1B1 + b2B2 + …, където a1, a2, b1 и b2 са брой молове, An и Bn са съответно изходни вещества и продукти. За тази реакция Kc има вид: Kc = k1/k2 = [(c(A1)^a1)*(c(A2)^a2)/(c(B1)^b1)*(c(B2)^b2) Kc зависи само от температурата и природата на реагиращите вещества, като концентрацията на твърдите вещества се включва като константа и не се отбелязва в израза за равновесната константа. За C(s) + CO2(g) = 2CO(g) – Q равновесната константа ще има вид Kc = c2(CO)/c(CO2) Ако Kc има голяма стойност в системата преобладават продуктите и обратното – при много ниски стойности преобладават изходните вещества. Чрез тази константа математически може да бъде обяснено влиянието на външни фактори върху равновесната система. Равновесието не зависи от пътя, по който е достигнато, а само от условията, при които то се намира. Такива условия са температура, налягане и равновестните концентрации. При промяна на условията равновесието се разрушава и настъпва преимуществено протичане на една от двете реакции – правата или обратната. След време може да се достигне до ново равновесие с новите условия. Тези промени могат да бъдат предвидени според принципа на Льо Шателие-Браун, който гласи, че при настъпване на външна промяна, в системата ще изразят такива промени, които да водят до намаляване на това външно въздействие. Примери за това могат да бъдат: влиянието на концентрацията, температурата или налягането. При промяна в концентрацията на което и да е от веществата в равновесната система се променят и всички други концентрации и се достига до нови равновесни концентрации на всички вещества. Съгласно принципа на Льо Шателие-Браун, когато се увеличи концентрацията на някое от изходните вещества и/или се намали концентрацията на някой продукт, равновесието ще се измести по посока на правата реакция, за да може да протече процесът, който ще изразходи новопридобитото количество вещество, в този случай – по посока на правата реакция, като така концентрацията на продуктите ще нарастне. Също е валидно и обратното твърдение, че когато се увеличи концентрацията на някой продукт и/или се намали концентрацията някое от изходните вещества, равновесието ще се измести по посока на обратната реакция, по аналогични причини – правилото на Льо Шателие-Браун. При промяна в налягането се променят равновесните концентрации (само когато говорим за рекация, при която има промяна на обема). Това се случва, защото при повишаване на налягането се намалява обема на системата. Тогава ще бъде облагоприятстван този процес, който е свързан с намаляване на обема – тази реакция, при която от повече молове вещества се получават по-малко. Обяснението става чрез закона p*V = константа за дадена температура. Според него ако налягането се увеличи два пъти, то обемът трябва да намалее два пъти, а защото веществата се намират в двойно по-малък обем, те могат да бъдат разгледани, като че да са си увеличили концентрацията два пъти. От там съжденията са аналогични с тези за промяната на концентрацията, дадени по-горе. При промяна на температурата се достига до ново равновесие, при което самата равновесна константа се променя. Съгласно принципа на Льо Шателие-Браун може да се предвиди, че при една затворена равновесна система, ако се повиши температурата, ще нарасне концентрацията на тези вещества, които се получават с поглъщане на топлина, и обратното – при охлаждане на системата ще протече преимуществено реакцията, която е свързана с отделяне на топлина. Защото скоростните константи, от които зависи равновесната константа, са свързани с температурата, се знае че, Kc ще търпи промяна в стойността си. Kc расте при повишаване на температурата и намалява при понижаването на температурата за всички езкотермични реакции. Нужни реактиви за експеримента: CuSO4, CoCl2, NaCl За реакцията [Co(H2O)6]2+ + 4Cl- = [Co(Cl)4]2- + 6H2O може да се направи следния експеримент: В U-образна ампула се поставя 0,1М CoCl2 разтвор във вода. Едното краче се потапя в чаша със стайна температура, а другото в чаша с гореща вода. Наблюдава се промяна от нормалното розово оцветяване, което е в частта потопена в чашата със стайна температура, до син цвят там, където е било потопено в топлата вода. След размяна на двете крачета и при преминаването на определено време ще се наблюдава същия ефект, но с разменени места на оцветяването. Това доказва влиянието на температурата върху системата, защото правата реакция е ендотермична, а тя се облагоприятства, отчетимо поради промяната на цвета, защото аква комплексът е розов, а хлоросъдържащият комплекс е син. За реакцията [Cu(H2O)6]2+ + 4Cl- = [Cu(Cl)4]2- + 6H2O може да се направи следния експеримент: Отделят се две проби от 0,1 M CuSO4. Към едната се добавя 1грам NaCl и се разбърква. Двете проби се сравняват по цвят, като промяната ще се дължи на внасянето на Cl- йони към системата, което ще облагоприятства правата реакция. Математически това може да се изрази чрез Kc, като се покаже, че повишаването на концентрацията на хлорът расте, което води до пропорционално увеличаване на концентрацията [Cu(Cl)4]2-, с цел да се запази стойността на Kc, защото тя е константа за дадена температура. Изтегляне 16.19 Kb. Сподели с приятели:
|