Обратимые и необратимые химические реакции

gorenie-fosforaСегодня у нас урок химии 74 – Обратимые и необратимые химические реакции.

Как изучить? Полезные советы и рекомендацииповторите уроки химии, обращая особое внимание на урок химии 7 — Типы химических реакций.

Обратимыми химическими реакциями называются реакции, идущие в противоположных направлениях при одних и тех же условиях. Обратимые химические реакции обозначаются стрелкой туда и обратно.

N2 + 3H2  ↔ 2NH3

2SO2 + O2 ↔ 2SO3

Обратимые химические реакции никогда не идут до конца, а заканчиваются наступлением химического равновесия. Химическое равновесие — это такое состояние химической реакции, когда скорость прямой реакции равняется скорости обратной реакции или это такое состояние химической реакции когда образуется столько же молекул сколько и разлагается за один и тот же промежуток времени.

В состоянии равновесия прямая и обратная реакции не прекращаются. Поэтому такое состояние (равновесие) называется подвижным или динамическим равновесием. Концентрации реагирующих веществ, которые устанавливаются при химических равновесиях, называются равновесными.

Количественной характеристикой химического равновесия служит величина, называемая константой химического равновесия. Рассмотрим её на примере реакции синтеза йодоводорода.

H2 + J2  2HJ

Согласно закону действия масс, скорости прямой (V1) и обратной реакции (V2) выражаются уравнением.

V1 = K1 [ H2 ] *[ J2 ] ;         V2 = K2[ HJ]2

При равновесии скорости прямой и обратной реакции равны друг другу.

Откуда:  K1 = [H2]*[J2] = K2[HJ]2

                              К1             [HJ ]2

Или    К (равн) = ——— = ——————

                              К2          [H2]*[J2]

Отношение констант скоростей прямой и обратной реакции тоже представляет собой константу. Она называется константой равновесия данной реакции (К равн.)

Численное значение константы равновесия характеризует выход данной реакции. Например при К>>1 выход реакции велик, потому, что при этом концентрации продуктов реакции больше, чем концентрации исходных веществ. При К<<1(по аналогичной причине) выход реакции мал.

В случае гетерогенных реакции в выражение константы равновесия, так же как и выражение закона действия масс входят концентрации только тех веществ, которые находятся в газовой или жидкой фазе. Например, для реакции

CO2 + C = 2CO  константа равновесия имеет вид.

                       [CO ]2

K (равн.) = —————

                       [ CO2]

На состояние химического равновесия оказывают влияние концентрация реагирующих веществ, температура, а для газообразных веществ и давление.

Направление смещения химического равновесия при изменении этих параметров, определяется принципом  Ле-Шателье, который читается так: если в системе находящейся в равновесии, изменить давлению (Р), температуру (t), концентрацию (С ), то равновесие реакции смещается в ту сторону, в которой происходит противодействие.

Рассмотрим на конкретном примере влияние различных факторов на изменение положения равновесия.

               N2 + 3H2  ↔   2NH3 + Q

а) При повышении температуры — равновесие реакции смещается влево, т.е. в сторону поглощения тепла.

б) При понижении температуры — равновесие реакции смещается вправо, т.е. в сторону выделения тепла.

в) При повышении концентрации реагирующих веществ – равновесие смещается вправо, т.е. в сторону понижения концентрации.

г) При понижении концентрации реагирующих веществ – равновесие реакции смещается влево, т.е. в сторону повышении концентрации.

д) При повышении давлении – равновесие реакции смещается вправо, т.е. в сторону понижения давлении.

е)  При понижении давлении – равновесие реакции смещается влево, т.е. в сторону повышения давлении.

Для следующих реакции:

CaCO3 ↔ CaO + CO2 – Q

2SO2 + O2      2SO3 + Q

Определить как нужно изменить температуру, концентрацию и давление (для газообразных веществ), чтобы равновесие сместить вправо.

В технике обратимые химические реакции, как правило не выгодны. Поэтому различными методами (изменением температуры, давления или концентрации) их делают практически необратимыми.

Кроме обратимых реакций существуют и необратимые химические реакции. Необратимыми реакциями называются такие реакции, при протекании которых:

  1. Образующиеся продукты уходят из сферы реакции — выпадают в виде осадка, выделяются в виде газа.

         BaCl2  + H2SO4 =BaSO4 + 2HCI

         Na2CO3 +2HCI = 2NaCI + H2O + CO2

  1. Образуются мало диссоцированные соединения

Например вода.    HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O

  1. Реакция сопровождается большим выделением энергии, например горение магния.  

                     Mg  + 1/2O2 = MgO + 602,5kДж

В уравнениях необратимых реакций между левой и правой частями ставится знак равенства или стрелка.

              FеCI3 + 3KOH = 3KCI + Fe(OH)3

              2AgNO3 + ZnSO4→ Ag2SO4 + Zn(NO3)2

Это у нас был урок по химии 74 – обратимые и необратимые химические реакции.

{lang: 'ru'}

Расскажите об этой статье друзьям:

Friend me:

Вы можете оставить комментарий, к нашему сайту.

Оставить отзыв