Лабораторные работы по "Неорганической химии"

Теоретическая часть.

Обратимыми называют реакции, которые  при данных условиях одновременно протекают  в двух взаимно противоположных  направлениях:

Рассмотрим химическое равновесие с точки зрения закона действующих масс. Для обратимого процесса, изображенного в общем виде,

аA + bB ↔ cC + dD

Запишем кинетические уравнения  прямой и обратной реакций:

V1 = K1[A]^a [B]^b

V2 = K2[C]^c [D]^d

Для состояния равновесия V1=V2 приравняем правые части кинетических уравнений.

K1[A]^a [B]^b = K2[C]^c [D]^d

Берем отношение скоростей:

Заменим отношение постоянных величин констант скоростей К1/К2 на постоянную величину К, называемую константой равновесия.

Для равновесных систем закон действующих масс может  быть сформулирован так: Химическое равновесие устанавливается, когда произведение концентраций продуктов реакции, возведенных в степени, равные стехиометрическим коэффициентам, деленное на произведение концентраций реагентов, возведенных в соответствующие степени, становится постоянной величиной при определенных условиях.

Факторы, влияющие на химическое равновесие.

1. Изменение концентраций реагентов

K = [C]^c [D]^d/[A]^a [B]^b

Как известно, константа  равновесия при неизменной температуре  – величина постоянная.

При увеличении концентрации исходных веществ (реагентов А и В) равновесие должно сместиться вправо, то есть в сторону увеличения концентраций продуктов реакции.

2. Изменение давления

Изменение давления влияет на состояние равновесия систем, содержащих газообразные вещества. Изменение давления равноценно изменению концентраций всех газообразных веществ. Это значит, что в большей мере изменяется скорость той реакции, в которой участвует большее количество молекул газов

N2     +  3H2    ↔ 2NH3

    4 объема          2 объема

Принцип Ле Шателье: Если на систему, находящуюся в истинном химическом равновесии, воздействовать извне путем изменения какого – либо параметра, влияющего на равновесие (концентрации, давления, температуры), то равновесие смещается в сторону той реакции, которая способствует восстановлению первоначального состояния системы.

3. Изменение температуры

При увеличении температуры  происходит смещение химического равновесия в сторону эндотермической реакции, так как в результате этой реакции  поглощается теплота и система охлаждается.

4. Влияние катализатора.

Катализатор равновесие не смещает, так как не является ни реагентом, ни продуктом реакции. Катализатор  в одинаковой степени изменяет скорость как прямой, так и обратной реакции.

Особенности равновесия в гетерогенных системах

Реакция между веществами, находящимися в различных агрегатных состояниях, протекают на поверхности  раздела фаз. Если в гетерогенной равновесной системе какое –  то вещество находится в твердом  состоянии, то добавление в систему  этого вещества не приведет к смещению равновесия, так как концентрация этого вещества постоянна, независима от величины его массы.

Различают истинное и  метастабильное (кажущееся) равновесие.

Истинное химическое равновесие характеризуется тремя  признаками:

1. В системе не происходит видимых во времени изменений при отсутствии внешних воздействий
2. Равновесие достигается как при прямой, так и при обратной реакции
3. Самое малое внешнее воздействие легко смещает равновесие в ту или другую сторону.