Elmozdulás kémiai egyensúly (Chatelier elv)
Az egyensúlyi eltolható külső befolyás, irányított printsipomLe Chatelier. ha az egyensúly rendszer, hogy a külső fellépés, az egyensúly eltolódik az oldalán a reakció, amely segít csökkenteni ezt a hatást.
A hőmérséklet hatása. A fellépő csökkenő entalpiája (exoterm), hőmérséklet növelésével akadályozza az áramlás a közvetlen eljárással, azaz a reakció eltolásához felé a kiindulási anyagok. Endoterm reakciók közben fog elmozdulni a végtermékek.
Például. normál körülmények között, a reakció N2 + O2 nem (# 916; H> 0), de a magasabb hőmérséklet is, hogy a reakció megvalósítható. Reakció CO + 1 / 2O2 = CO2. # 916; H <0 с повышением температуры будут смещаться в сторону исходных веществ.
A nyomás hatása. Ha reagálnak gáz halmazállapotú anyag, állandó móljainak száma a kezdeti és a végső reagensek teljes nyomás növekedése nem vezet elmozdulásnak egyensúlyt. Ha móljainak a száma a reakcióban változik, a teljes nyomás változás vezetne elmozdulásnak egyensúlyt. Különösen, a reakció 2CO + O 2 = 2CO2. áramló csökkenő mennyiségű anyag teljes nyomású növekvő átállás a CO2 képződése.
Hatása koncentrációk. Azokban reakciókban, amelyekben jobban működnek koncentrációk (reakció oldatok), uvelicheniekontsentratsy kiindulási anyagok vezet elmozdulásnak az egyensúlyi vége felé termékek, és fordítva.
Így, az észterezési reakció (észter-képződés) koncentrációjának növelése ecetsavban vagy etanolban, növeli a hozamot etil-acetát, és a hozzáadott víz rendszer vezet elszappanosítás, t. E. A keletkezési reakció a kiindulási termékek.
4.2. Ellenőrző kérdések és feladatok
1. Mi az átlagos és pillanatnyi sebességét reakció? Írja le azokat a tényezőket, amelyek befolyásolják a kémiai reakciók sebességének (a homogén és heterogén rendszerek).
2. Az a koncentrációtól függően arány. A tömeghatás törvénye. A reakció sebességi állandója.
3. A függőség a reakció sebessége a hőmérséklet. Arrhenius-egyenlet.
4. Jellemzői az aktiválási energia. A aktiválási energia a katalitikus reakciót, és a katalizátor jellegét illetően akciók.
5. A koncepció enzimatikus biológiai rendszerekben. Homogén és heterogén katalízis.
6. Reverzibilis és irreverzibilis kémiai reakció. Az egyensúlyi állandó és kiszámítása a szabványos Gibbs energia változás.
7. Kémiai egyensúlyi. kémiai egyensúly törvény. Meghatározása egyensúlyi elmozdulás a feltételek megváltozása alapján elve Chatelier.
8. Mivel a sebesség változása az előre reakció: 2NO + O2 = 2NO2 növelésével az NO-koncentráció háromszor; miközben csökkenti a NO és NO2 koncentráció kétszer?
9. Mivel fogja változtatni a reakció sebessége a hőmérséklet emelkedésével a 30 0 C és 80 0 ° C, ha a hőmérsékleti együttható egyenlő 3?
10. Mi a hőmérsékleti együtthatója a reakció sebessége, ha a hőmérséklet emelésével 30 0 C-on a reakció sebességét növeljük 15,6-szer?
11. Írja le a matematikai kifejezést aránya reakciók zajlanak egyenleteknek megfelelően:
12. Hogyan változik a nyomás a rendszerben, a reakció sebessége nőtt 27-szer? A reakció a következő egyenlet szerint:
13. A reakció fordul elő a gázfázisban és 60 végei. Hogyan változik az idő az áramlás, ha a hőmérséklet emelkedik 40 ° C-0, ha k = 2, a relatív reakció sebessége.
14. Egy bizonyos hőmérséklet egyensúlyi koncentrációja a rendszerben rendre [SO2] = 0,04 mol / l, [O2] = 0,06 mol / l, [SO3] = 0,02 mol / l. Számítsuk ki az egyensúlyi állandó és a kezdeti koncentráció a kén-oxid a (IV) és az oxigén.
15. A melyik irányba tolódik az egyensúly a rendszer, ha emelése t 0. p, az egyik a kiindulási anyagok? Írja le a kifejezés az egyensúlyi állandó reverzibilis rendszerek az alábbiak:
Példák problémák megoldása
1. példa: Hányszor fog változni a reakció sebességét növeli a nyomást a rendszerben 2-szer? A rendszer hőmérséklete állandó.
Határozat. Tegyük fel, hogy a fenti reakció elemi, t. E. ez érvényes a tömeghatás törvénye
Feltételezve, hogy a koncentráció és parciális nyomás kapcsolódnak közvetlenül arányos kapcsolat, kapjuk, hogy.
Miután egyre nagyobb a nyomás a rendszerben a 2-szer parciális nyomása az egyes reagensek is növeli 2-szer, azaz a
Itt van. így, a reakció sebessége növekedni fog 8-szor.
2. példa számítani, hányszor, hogy növelje a reakció sebességét a hőmérséklet növelésével a 40 0 C-on a reakció, ha a hőmérsékleti együttható egyenlő 3?
Határozat. Szerint a matematikai kifejezést szabályok van't Hoff
Ebben a példában, T2 - T1 = 40 0 C, helyettesítésével feladat adatait a következő egyenlet, kapjuk UT2 / UT1 = 3 40/10 = 3 4 = 81, vagyis, A reakció sebességét nőtt 81 alkalommal.
3. példa Egy 353 reakció befejeződött, 20 másodperc alatt. Mennyi ideig tart a reakció 293 K, a reakció, ha a hőmérséklet a tényező 2.5?
Határozat. Között a sebességet a kémiai reakciók és azok időtartamát létezik vissza - az arányosság UT2 / UT1 = T1 / T2. ahol T1 és T2 - ideje a reakció hőmérsékleten T1 és T2. így ebben az esetben a van't Hoff szabály felírható a következő kifejezést:
T1 / T2 = g T2 -T1 / 10; t1 = t2 # 8729; g T2-T1 / 10 = 20 # 8729; 2.5 353-293 / 10 = 20 # 8729; 2,5 6 = 4879 másodperc =
= 1 óra 21 perc 19 másodperc.
4. példa Az ammónia szintézis egyensúlyi állapot jön létre a következő koncentrációkban reagensek: [N2] = 2,5 mol / l; [H2] = 1,8 mol / l; [NH3] = 3,6 mol / l. Számítsuk ki az egyensúlyi állandó a reakció és kezdeti koncentrációja nitrogén és hidrogén.
Határozat. Egyenlet alapján a reakció ammónia meghatározzák az egyensúlyi állandó ez a reakció:
Kezdő koncentrációja nitrogén és hidrogén található alapján a reakció egyenlet. Megkíséreltük a 2 mól ammóniát fogyasztják 1 mol nitrogén és a kialakulását 3,6 mól vette 3.6 / 2 = 1,8 mol nitrogén. Figyelembe véve a egyensúlyi koncentrációja nitrogén megtalálják kezdeti koncentráció = 2,5 + 1,8 = 4,3 mol / l. Megkíséreltük a 2 mól ammóniát kell tölteni 3 mól hidrogén és 3.6 3.6 mól ammóniát szükséges # 8729; 3/2 = 5,4 mol / l; = 1,8 + 5,4 = 7,2 mol / l. Tehát a reakció indul koncentrációban a nitrogén és hidrogén, illetve 4,3 és 7,2 mol / l.
5. példa rendszerek egyensúlyi tolódik irányához:
b) 2CO = CO2 + C # 8710; H = -171 kJ
a) COCI2 = CO + Cl2 # 8710; H = +113 kJ
magasabb nyomás, hőmérséklet és csökkenő O2 koncentráció és a CO?
Határozat. a) egy endoterm reakció, ezért, ha a hőmérséklet emelkedik elve által a Le Chatelier egyensúly eltolódásokat az előre irányban (→). A móljainak száma a gáz-halmazállapotú prekurzorok - 2 termékek - 3, ezért, ha a nyomás fokozására a egyensúlyi eltolódik a oldalán egy kisebb mennyiségű gáz molekulák, azaz a az ellenkező irányba (←). A vérnyomás csökkentésével oxigénkoncentráció elve által a Le Chatelier eltolódik az egyensúly az előre reakció (→).
b) a reakció exoterm, ezért a hőmérséklet növekszik elve által a Le Chatelier egyensúly eltolódik egy endoterm reakció, azaz az ellenkező irányba (←). A móljainak száma a gáz-halmazállapotú prekurzorok - 2, a termék - 1, ezért, ha a nyomás növekszik, az egyensúlyi eltolódik az oldalán egy kisebb mennyiségű gáz molekulák, azaz a felé előre reakció (→). Koncentrációja csökkenthető a szén-monoxid a elve Le Chatelier eltolódik az egyensúly az ellenkező irányú reakció (←).
c) egy endoterm reakció, ezért, ha a hőmérséklet emelkedik elve által a Le Chatelier egyensúly eltolódásokat az előre irányban (→). A móljainak száma a gáz-halmazállapotú prekurzorok - 1, a termék - 2, ezért, ha a nyomás növekszik, az egyensúlyi eltolódik az oldalán egy kisebb mennyiségű gáz molekulák, azaz a az ellenkező irányba (←). Koncentrációja csökkenthető a szén-monoxid a elve Le Chatelier eltolódik az egyensúly az előre reakció (→).
4.4. egyéni feladatok
Feladat 1. Oldja meg a problémát a variáns (fülre. 24)
Options ellenőrzési feladat