Влияние концентрации - Химическая кинетика, равновесия, термодинамика

При возрастании концентрации какого-то из веществ (исходных или продуктов) равновесие смещается в сторону его расходования, а при уменьшении концентрации - в сторону его образования. Это непосредственно следует из закона действия масс. Если существует равновесие aA + bB = xX + yY, то справедливо равенство

[X]0X[Y]0Y / ([A]0A[B]0B) = K,

Где нижний индекс ноль соответствует равновесному состоянию. Допустим, мы растворили без изменения объема добавочное количество вещества Х, так что его концентрация стала выше, а остальные концентрации пока не изменились (момент 2 на рис. 4).

Тогда дробь стала больше константы равновесия, то есть равновесие нарушилось. Чтобы его восстановить, дробь должна уменьшиться. Ускоряется обратный процесс, реакция идет так, чтобы концентрации в числителе уменьшились, а в знаменателе увеличились. Рано или поздно дробь возвращается к исходному значению, то есть устанавливается новое равновесие с новыми концентрациями (помечены индексом 1): [X]1 > [X]0, [Y]1 < [Y]0, [A]1 > [A]0, [B]1 > [B]0.

схема изменения концентрации вещества х во времени

Рис. 4. Схема изменения концентрации вещества Х во времени: 1 - исходное равновесие; 2 - увеличена концентрация Х, равновесие нарушено; 3 - идет восстановление равновесия; 4 - установилось новое равновесие

Можно ли в формулировке правила заменить "возрастание концентрации вещества" на "добавление вещества"? Нет, это может привести к ошибкам. Добавка вещества не всегда ведет к возрастанию его концентрации. Если вещество составляет отдельную твердую или жидкую фазу, то его концентрация постоянна и не подставляется в выражение закона действия масс, а автоматически учитывается в величине К. Поэтому добавка новых кусков твердой фазы не меняет концентраций и не смещает равновесия. Но даже если вещество растворимо, то не всякая его добавка ведет к росту его концентрации. Пример из практикума.

Студент: Что-то у меня реакция не идет.

Преподаватель: Там нужна высокая концентрация кислоты; добавьте еще.

Студент подливает из банки с надписью 0,1 М HCl. Естественно, от этого концентрация кислоты скорее понизится, т. к. в исходной смеси она, вероятно, была выше 0,1 М.

Похожие статьи




Влияние концентрации - Химическая кинетика, равновесия, термодинамика

Предыдущая | Следующая