Podľa jednej z klasifikácií používaných na opis chemických procesov existujú dva typy opačných reakcií – reverzibilné a
nevratné. Reverzibilná reakcia nie je dokončená, t.j. žiadna z látok vstupujúcich do nej nie je úplne spotrebovaná a nemení koncentráciu. Takýto proces končí vytvorením rovnováhy alebo chemickej rovnováhy, ktorá sa označuje ⇌. Ale priame a spätné reakcie pokračujú a pokračujú bez zastavenia, takže rovnováha sa nazýva dynamická alebo mobilná. Nástup chemickej rovnováhy naznačuje, že dopredná reakcia prebieha rovnakou rýchlosťou (V1) ako spätná (V2), V1 \u003d V2. Ak sú tlak a teplota konštantné, potom rovnováha v tomto systéme môže trvať nekonečne dlho.
Kvantitatívne je chemická rovnováha opísaná rovnovážnou konštantou, ktorá sa rovná pomeru konštánt priamych (K1) a reverzných (K2) reakcií. Dá sa vypočítať pomocou vzorca: K=K1/K2. Indikátory rovnovážnej konštanty budú závisieť od zloženia reaktantov ateplota.
Posun chemickej rovnováhy nastáva podľa Le Chatelierovho princípu, ktorý znie takto: „Ak vonkajšie faktory pôsobia na systém, ktorý je v rovnováhe, potom sa rovnováha naruší a posunie sa opačným smerom ako túto zmenu."
Uvažujme chemickú rovnováhu a podmienky jej posunu na príklade tvorby molekuly amoniaku: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.
Vzhľadom na rovnicu tejto reakcie stanovujeme:
- priama reakcia je zložená reakcia, pretože z 2 jednoduchých látok vzniká 1 komplex (amoniak) a naopak - rozklad;
- priama reakcia prebieha za vzniku tepla, preto je exotermická, preto opačná je endotermická a prebieha pri absorpcii tepla.
Teraz zvážte túto rovnicu pod podmienkou úpravy určitých parametrov:
- Zmena koncentrácie. Ak zvýšime koncentráciu východiskových látok – dusíka a vodíka – a znížime množstvo amoniaku, tak sa rovnováha posunie doprava za vzniku NH3. Ak ho potrebujete posunúť doľava, zvýšte koncentráciu amoniaku.
-
Zvýšenie teploty posunie rovnováhu smerom k reakcii, pri ktorej sa teplo absorbuje a keď sa zníži, uvoľní sa. Ak sa teda pri syntéze amoniaku zvýši teplota, potom sa rovnováha posunie smerom k východiskovým produktom, t.j. doľava as poklesom teploty - doprava smerom k reakčnému produktu
-
Ak zvýšitetlaku, potom sa rovnováha posunie na stranu, kde je množstvo plynných látok menšie, a s poklesom tlaku - na stranu, kde sa zvyšuje množstvo plynov. Pri syntéze NH3 zo 4 mol N2 a 3H2 sa získajú 2 NH3. Preto, ak sa tlak zvýši, potom sa rovnováha posunie doprava, k tvorbe NH3. Ak sa tlak zníži, potom sa rovnováha posunie smerom k pôvodným produktom.
chemická rovnováha a podmienky jej vytesnenia
Dospeli sme k záveru, že chemická rovnováha môže byť narušená zvýšením alebo znížením:
- temperature;
- tlak;
- koncentrácia látok.
Keď sa katalyzátor zavedie do akejkoľvek reakcie, rovnováha sa nemení, t.j. chemická rovnováha nie je narušená.
