Розв’язання. Відзначимо, що швидкість реакції збільшується не внаслідок зростання кількості зіткнень, а внаслідок збільшення кількості активних молекул

×

Відзначимо, що швидкість реакції збільшується не внаслідок зростання кількості зіткнень, а внаслідок збільшення кількості активних молекул.

У переважній більшості хімічні реакції оборотні, тобто перебігає не тільки пряма реакція (®) з утворенням продуктів, але і зворотна () – взаємодія продуктів реакції з утворенням вихідних речовин. При написанні рівнянь оборотних реакцій замість знака рівності використовують знак оборотності (Û, або ). Швидкість прямої реакції з часом зменшується, тому що зменшуються концентрації вихідних речовин; а зворотної – збільшується, тому що збільшуються концентрації продуктів. Нарешті швидкості обох реакцій зрівнюються і система переходить у стан хімічної рівноваги. Після цього кількісні зміни у системі зникають: зменшення концентрацій вихідних речовин і збільшення концентрацій продуктів реакції більше не відбувається.

Цей стан системи кількісно характеризується константою хімічної рівноваги K, або K _р. Для наведеної вище реакції вираз константи рівноваги має вигляд:

,

де [ Х_і ] - рівноважні (сталі) концентрації речовин. Отже, K дорівнює частці від ділення добутку рівноважних концентрацій продуктів реакції, взятих у степенях їх стехіометричних коефіцієнтів, на аналогічний добуток для вихідних речовин цієї ж реакції. Чим більше значення має K, тим більшою мірою відбувається прямий процес, і навпаки. K залежить тільки від природи реагуючих речовин і температури.

Якщо зовнішні умови не змінюються, стан рівноваги зберігається як завгодно довго. Коли внаслідок зміни цих умов рівність швидкостей порушується, відбувається зміщення хімічної рівноваги в один із боків. Для першого прикладу в цьому розділі при підвищенні тиску в системі швидкість прямої реакції зросла у 8 разів, а зворотної – тільки у 4 рази. Це означає, що хімічна рівновага змістилась вправо, тобто в бік утворення продуктів реакції.

Характер впливу зміни умов можна передбачити без будь-якого розрахунку на основі принципу Ле Шательє: зміна умов динамічної рівноваги (температури, концентрації, тиску) зумовлює переважний перебіг того з двох протилежних процесів, який протидіє цій зміні.

Так, підвищення тиску зумовлює переважний перебіг процесу, внаслідок якого знижується тиск газу. Останній пропорційний кількості молів газоподібних речовин, тому в наведеному прикладі рівновага зміщується вправо, що відповідає розрахункам. Але зміна тиску не впливає на стан рівноваги реакцій, у ході яких не змінюється кількість молів газів.

При підвищенні температури переважно відбувається процес, який сприяє охолодженню системи, тобто рівновага зміщується у бік ендотермічної реакції, і навпаки. У нашому випадку пряма реакція є екзотермічною, тому підвищення температури буде зміщати рівновагу вліво, тобто у бік зворотної реакції.

Дата добавления: 2015-05-24