Таким образом, химическое равновесие – это такое состояние системы реагирующих веществ, при котором скорости прямой и обратной­ реакций равны

Химическое равновесие.

Все химические реакции можно разделить на две группы: необратимые и обратимые.

Необратимые реакции протекают только в одном направлении, независимо от внешних условий (температура, давление, соотноше­ние концентраций исходных веществ).

К типичным необратимым процессам можно отнести реакции раз­ложения, например

или растворение металла в кислоте

Необратимые реакции протекают до конца, т.е. до полного израсхо­дования всех или хотя бы одного из реагирующих веществ.

Обратимые реакции не идут до конца, а протекают в противоположных направлениях. Это объясняется тем, что продукты начавшейся реакции взаимодействуют между собой, вновь образуя исходные вещества.

Обратимыми реакциями, например, являются:

Обратимость реакций указывается двумя противоположно направ­ленными стрелками. Реакция, протекающая слева направо называет­ся прямой, а справа налево –– обратимой.

Протекание обратимой реакции рассмотрим на примере гомоген­ной реакции.

Скорость прямой реакции () в этом случае выражается уравнениями

а скорость обратной реакции () уравнениями

где –– соответствующие константы скоростей при данной температуре;

–– концентрации веществ;

–– парциальные давления веществ в газообразном состоянии.

В первый момент скорость прямой реакции определяется начальными концентрациями водорода и йода, скорость обратной реакции равна нули. По мере расходования водорода и йода и образования йодоводорода скорость прямой реакции уменьшается, а скорость обратной реакции возрастает. Через некоторое время устанавливаетсядинамическое равновесие, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, т.е. число образовавшихся и распавшихся молекул йодоводорода в единицу времени становится одинаковым.

Концентрации реагирующих веществ вмомент установления рав­новесия называют равновесными. Обычно равновесные концентрации обозначают с помощью квадратных скобок, например,.

Количественной характеристикой химического равновесия слу­жит величина, называемая константой химичес­кого равновесия. Выражение для константы равновесия легко выводится, исходя из того, что при химическом рав­новесии скорости прямой реакции равна скорости обратной реакции.

Так, для рассматриваемой системы

Следовательно,

откуда

Отношение констант представляет собой постоянную величину для данной реакции и является константой равновесия.

Если вместо концентраций газообразных веществ использовать их парциальные давления, то константе, равновесия может быть записана.

В общем случае для реакций вида

Константа равновесия равна

В случав гетерогенных реакций в выражение для константы равновесия, как и в выражение закона действия масс, входят равновесные концентрации только тех веществ, которые находятся в растворе или в газовой фазе. Например, для реакции

константа равновесия выражается уравнением

Константа химического равновесия зависит от температуры и от природы реагирующих веществ, но не зависит от их концентра­ции. Она используется для различного рода расчетов.

Дата добавления: 2014-10-23