Прогнозирование смещения химического равновесия. Принцип Ле-Шателье. Состояние химического равновесия зависит от целого ряда факторов, основные из которых - температура
Состояние химического равновесия зависит от целого ряда факторов, основные из которых - температура, давление и концентрация. При изменении хотя бы одного из них равновесие нарушается и концентрации реагирующих веществ изменяются до тех пор, пока не установится новое равновесие, но уже при иных значениях равновесных концентраций.
Переход реакционной системы из одного состояния равновесия к другому называется смещением или сдвигом химического равновесия.
Влияние различных факторов на состояние равновесия качественно описывается принципом смещения равновесия, сформулированным французским физико - химиком Анри Ле Шателье: eсли на систему, находящуюся в равновесии производится какое-либо воздействие (изменяется концентрация, температура, давление), то равновесие смещается в направлении процесса, ослабляющего произведенное воздействие.
Поясним на примере реакции синтеза аммиака:
N2 + 3 H2 
2 NH3DH0 = - 46кДж/моль
1)При увеличении концентрации хотя бы одного из реагентов равновесие смещается в сторону образования продуктов, а при добавлении продуктов – в сторону реагентов. Если увеличить концентрацию азота или водорода , то равновесие сместится вправо, в сторону расходования реагентов , в сторону уменьшения концентрации этих веществ. Увеличение концентрации NH3 сместит равновесие влево.
2)Повышение температуры вызывает смещение равновесия в сторону эндотермической реакции, а понижение - в сторону экзотермической. Реакция синтеза аммиака идет с выделением тепла (экзотермическая), поэтому повышение Т смещает равновесие влево, а понижение- вправо. Однако в промышленных условиях синтез аммиака проводят при довольно высоких температурах т.к. при низких Т хотя и достигается больший выход целевого продукта, но скорость установления равновесия настолько мала, что экономичнее синтезировать аммиак с меньшим выходом, но за более короткий срок. Но снижение выхода компенсируется увеличением давления. Одновременное повышение t до 450-5500С и увеличение давления от 15 до100мПа ускоряет процесс достижения равновесия и увеличивает выход продукта.
|
|
|
3)Повышение давления в равновесной системе вызывает реакцию, сопровождающуюся уменьшением числа частиц в газовой фазе, равновесие смещается в сторону меньшего числа газообразных частиц.
В данной реакции увеличение давления сместит равновесие вправо, а уменьшение - влево.
Принцип Ле Шателье применим не только к гомогенным системам , но и к гетерогенным. Гомогенные реакции протекают в однофазной системе и во всем объеме, гетерогенные - в многофазной , на поверхности раздела фаз.
|
|
|
В качестве примера рассмотрим гетерогенную реакцию восстановления оксида углерода (IV).
С(тв ) + СО2(г) 2СО(г) DH0 = 172,46 кДж
1)Увеличение концентрации СО2(г) сместит равновесие вправо, а СО влево.
2)Поскольку процесс эндотермический, то нагревание сместит равновесие вправо, в сторону увеличения выхода СО, а ее охлаждение - влево.
3)Повышение давления будет препятствовать протеканию прямого процесса, уменьшение - способствовать ему.
Буферные системы и их роль в организме человека
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 3620; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!