Кинетические представления о химическом равновесии, Необратимые и обратимые реакции. Химическое равновесие - Систематика химических элементов

Необратимые и обратимые реакции. Химическое равновесие

Когда при химическом взаимодействии хотя бы одно из веществ расходуется полностью, реакцию считают Необратимой, протекающей до конца.

К необратимым принято относить взаимодействия между веществами, в результате которых образуются осадки, газы и малодиссоциирующие вещества.

Множество химических реакций протекает Обратимо. Их особенность состоит в том, что они не идут до конца, в системе всегда остается каждое из исходных веществ.

Реакцию, протекающую вправо, называют Прямой, а влево - Обратной. Если в системе скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, состояние системы называется Химическим равновесием. Таким образом, кинетически условием химического равновесия является равенство

. (35)

Если равенство (35) является кинетическим условием равновесия, то равенство (G)р, т=0 - термодинамическим условием химического равновесия. Если (G)р, т =0, скорость прямой реакции при данных р и Т равна скорости обратной реакции. Неравенству(G)р, т <0 отвечает неравенство, при этом самопроизвольно идет прямая реакция и в системе накапливаются продукты реакции. Наоборот, когда (G)р, т >0. скорость обратной реакции больше, чем прямой: . Самопроизвольно при этом идет обратный процесс, и концентрация продуктов реакции в системе понижается.

Химическое равновесие характеризуется постоянным и вполне определенным для данных условий соотношением равновесных концентраций всех веществ, участвующих во взаимодействии.

Величина, равная отношению произведения равновесных концентраций продуктов реакций к произведению равновесных концентраций исходных веществ в степенях их стехиометрических коэффициентов, называется Константой равновесия химической реакции и обозначается КC.

Для обратимой реакции, протекающей в гомогенной системе (где все вещества жидкости или газы),

Константа равновесия имеет вид

. (36)

Выражение (36) является записью Закона действующих масс Для обратимых реакций. Его можно вывести исходя из кинетических представлений:

(37)

Или

.

С учетом (36) получим

. (38)

Рис. 15

При заданной температуре константа равновесия химической реакции равна отношению констант скоростей прямого и обратного процессов. Константа равновесия так же, как и константы скоростей k1 и k2, зависит от природы реагентов, температуры и не зависит от исход исходных концентраций в системе.

Концентрации газообразных веществ в выражении (36) могут быть сменены равновесными парциальными давлениями этих веществ:

. (39)

Если обратимая реакция протекает в гетерогенной системе, то константа равновесия Кр равна отношению равновесных парциальных давлений газообразных веществ и не зависит от абсолютного и относительного количеста веществ, находящихся в конденсированном виде.

Похожие статьи




Кинетические представления о химическом равновесии, Необратимые и обратимые реакции. Химическое равновесие - Систематика химических элементов

Предыдущая | Следующая