Konsep tindak balas boleh balik keseimbangan kimia. Tindak balas kimia boleh balik dan tidak boleh balik

Apakah tindak balas boleh balik? Ini adalah proses kimia yang berlaku dalam dua arah yang saling bertentangan. Mari kita pertimbangkan ciri-ciri utama transformasi tersebut, serta parameter tersendiri mereka.

Apakah intipati keseimbangan?

Tindak balas kimia boleh balik tidak menghasilkan produk tertentu. Sebagai contoh, apabila sulfur oksida (4) dioksidakan serentak dengan penghasilan sulfur oksida (6), komponen asal terbentuk semula.

Proses tidak dapat dipulihkan melibatkan transformasi lengkap bahan berinteraksi; tindak balas sedemikian disertai dengan penghasilan satu atau lebih produk tindak balas.

Contoh interaksi tak boleh balik ialah tindak balas penguraian. Sebagai contoh, apabila kalium permanganat dipanaskan, manganat logam, oksida mangan (4), terbentuk, dan gas oksigen juga dibebaskan.

Tindak balas boleh balik tidak melibatkan pembentukan pemendakan atau pembebasan gas. Di sinilah terletaknya perbezaan utamanya daripada interaksi tidak dapat dipulihkan.

Keseimbangan kimia ialah keadaan sistem yang berinteraksi di mana kejadian boleh balik satu atau lebih tindak balas kimia adalah mungkin, dengan syarat kadar proses adalah sama.

Jika sistem berada dalam keseimbangan dinamik, tiada perubahan dalam suhu, kepekatan reagen, atau parameter lain dalam tempoh masa tertentu.

Syarat untuk beralih keseimbangan

Keseimbangan tindak balas boleh balik boleh dijelaskan menggunakan peraturan Le Chatelier. Intipatinya terletak pada fakta bahawa apabila pengaruh luaran dikenakan pada sistem yang pada mulanya berada dalam keseimbangan dinamik, perubahan dalam tindak balas diperhatikan dalam arah yang bertentangan dengan pengaruh. Sebarang tindak balas boleh balik menggunakan prinsip ini boleh dianjak ke arah yang dikehendaki sekiranya berlaku perubahan suhu, tekanan dan kepekatan bahan berinteraksi.

Prinsip Le Chatelier "berfungsi" hanya untuk reagen gas dan bahan cecair tidak diambil kira. Terdapat hubungan songsang antara tekanan dan isipadu, ditentukan oleh persamaan Mendeleev-Clapeyron. Jika isipadu komponen gas awal lebih besar daripada hasil tindak balas, maka untuk menukar keseimbangan ke kanan adalah penting untuk meningkatkan tekanan campuran.

Contohnya, apabila karbon monoksida (2) diubah menjadi karbon dioksida, 2 mol karbon monoksida dan 1 mol oksigen masuk ke dalam tindak balas. Ini menghasilkan 2 mol karbon monoksida (4).

Jika, mengikut keadaan masalah, tindak balas boleh balik ini harus dialihkan ke kanan, adalah perlu untuk meningkatkan tekanan.

Kepekatan bahan bertindak balas juga mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap perjalanan proses. Menurut prinsip Le Chatelier, jika kepekatan komponen awal meningkat, keseimbangan proses beralih ke arah produk interaksi mereka.

Dalam kes ini, pengurangan (penyingkiran daripada campuran tindak balas) produk yang terhasil menggalakkan berlakunya proses langsung.

Selain tekanan dan kepekatan, perubahan suhu juga mempunyai kesan yang ketara terhadap berlakunya tindak balas terbalik atau langsung. Apabila campuran awal dipanaskan, peralihan keseimbangan ke arah proses endotermik diperhatikan.

Contoh tindak balas boleh balik

Mari kita pertimbangkan, menggunakan proses tertentu, cara untuk mengalihkan keseimbangan ke arah pembentukan produk tindak balas.

2СО+О 2 -2СО 2

Tindak balas ini adalah proses homogen, kerana semua bahan berada dalam keadaan (gas) yang sama.

Di sebelah kiri persamaan terdapat 3 isipadu komponen, selepas interaksi penunjuk ini menurun, 2 isipadu terbentuk. Untuk proses langsung berlaku, adalah perlu untuk meningkatkan tekanan campuran tindak balas.

Memandangkan tindak balas adalah eksotermik, suhu diturunkan untuk menghasilkan karbon dioksida.

Keseimbangan proses akan beralih ke arah pembentukan hasil tindak balas dengan peningkatan kepekatan salah satu bahan permulaan: oksigen atau karbon monoksida.

Kesimpulan

Reaksi boleh balik dan tidak boleh balik memainkan peranan penting dalam kehidupan manusia. Proses metabolik yang berlaku dalam badan kita dikaitkan dengan anjakan sistematik dalam keseimbangan kimia. Dalam pengeluaran kimia, keadaan optimum digunakan untuk mengarahkan tindak balas ke arah yang betul.

Tindak balas boleh balik ialah tindak balas yang berlaku serentak dalam dua arah yang bertentangan.

Tindak balas tak boleh balik ialah tindak balas di mana bahan yang diambil ditukar sepenuhnya kepada produk tindak balas yang tidak bertindak balas antara satu sama lain dalam keadaan tertentu, contohnya, penguraian bahan letupan, pembakaran hidrokarbon, pembentukan sebatian terdisosiasi dengan buruk, pembentukan sedimen. , pembentukan bahan gas.

32. Keseimbangan kimia. Prinsip Le Chatelier.

Keseimbangan kimia ialah keadaan sistem kimia di mana satu atau lebih tindak balas kimia berlaku secara berbalik, dan kadar dalam setiap pasangan tindak balas hadapan-balik adalah sama. Untuk sistem dalam keseimbangan kimia, kepekatan reagen, suhu dan parameter lain sistem tidak berubah dari semasa ke semasa.

33. Prinsip Le Chatelier. Syarat untuk anjakan keseimbangan kimia.

Prinsip Le Chatelier: jika pengaruh luar dikenakan ke atas sistem dalam keadaan keseimbangan, maka keseimbangan beralih ke arah melemahkan pengaruh luar.

Faktor-faktor yang mempengaruhi keseimbangan kimia:

1) suhu

Apabila suhu meningkat, keseimbangan kimia beralih ke arah tindak balas endotermik (penyerapan), dan apabila ia menurun, ke arah tindak balas eksotermik (pelepasan).

CaCO 3 =CaO+CO 2 -Q t →, t↓ ←

N 2 +3H 2 ↔2NH 3 +Q t ←, t↓ →

2) tekanan

Apabila tekanan meningkat, keseimbangan kimia beralih ke arah isipadu bahan yang lebih kecil, dan apabila tekanan berkurangan ke arah isipadu yang lebih besar. Prinsip ini hanya terpakai kepada gas, i.e. Jika pepejal terlibat dalam tindak balas, ia tidak diambil kira.

CaCO 3 =CaO+CO 2 P ←, P↓ →

1mol=1mol+1mol

3) kepekatan bahan permulaan dan hasil tindak balas

Apabila kepekatan salah satu bahan permulaan meningkat, keseimbangan kimia beralih ke arah hasil tindak balas, dan apabila kepekatan hasil tindak balas berkurangan, ke arah bahan permulaan.

S 2 +2O 2 =2SO 2 [S],[O] →, ←

Pemangkin tidak menjejaskan anjakan keseimbangan kimia!

Tamat kerja -

Topik ini tergolong dalam bahagian:

Konsep asas kimia

Kimia ialah sains bahan dan undang-undang perubahannya; objek kajian kimia ialah unsur kimia dan sebatian mereka; elektron..

Jika anda memerlukan bahan tambahan mengenai topik ini, atau anda tidak menemui apa yang anda cari, kami mengesyorkan menggunakan carian dalam pangkalan data kerja kami:

Apa yang akan kami lakukan dengan bahan yang diterima:

Jika bahan ini berguna kepada anda, anda boleh menyimpannya ke halaman anda di rangkaian sosial:

Semua topik dalam bahagian ini:

Hukum setara
Bahan berinteraksi antara satu sama lain dalam kuantiti yang berkadar dengan setaranya. m(a)/m(b)=E(a)/E(b). Setara ialah zarah nyata atau bersyarat bagi bahan yang setara dengan satu ion

Awan elektrod. Nombor kuantum
Awan elektron ialah model visual yang mencerminkan taburan ketumpatan elektron dalam atom atau molekul.

Untuk mencirikan kelakuan elektron dalam atom, nombor kuantum telah diperkenalkan: bab
Model mekanik kuantum struktur atom

QMM adalah berdasarkan teori kuantum atom, mengikut mana elektron mempunyai kedua-dua sifat zarah dan sifat gelombang. Dengan kata lain, lokasi elektron pada titik tertentu boleh
Undang-undang berkala dan sistem berkala D.I. Mendeleev

Penemuan Undang-undang Berkala oleh D.I. Mendeleev Undang-undang berkala ditemui oleh D.I. Mendeleev semasa mengerjakan teks buku teks "Asas Kimia", apabila dia menghadapi kesukaran
Sebatian tak organik

Asid adalah bahan kimia yang kompleks. sebatian yang terdiri daripada ion H dan sisa asid. Mereka dibahagikan kepada komponen tunggal dan berbilang komponen, mengandungi oksigen dan bebas oksigen.
Alasannya ialah perkataan

Garam dan bahan kimianya harta benda
Garam ialah kelas sebatian kimia yang terdiri daripada kation dan anion.

Sifat kimia ditentukan oleh sifat kation dan anion yang termasuk dalam komposisinya.
Garam berinteraksi dengan

Ikatan kovalen. Ketepuan dan arah
Ikatan kovalen ialah bahan kimia. sambungan antara atom yang dijalankan oleh elektron yang dikongsi. Cove. Ikatan boleh menjadi polar atau non-polar. teluk bukan kutub. kata nama sambungan dalam molekul di mana setiap nukleus atom dengan

Peruntukan asas teori matahari. Hibridisasi
Peruntukan utama teori VS: A) ikatan kimia antara dua atom timbul akibat pertindihan AO dengan imej. pasangan elektron

B) atom memasuki tindak balas kimia. komunikasi, pertukaran
Ikatan hidrogen

Ikatan hidrogen ialah satu bentuk perkaitan antara atom elektronegatif dan atom hidrogen H yang terikat secara kovalen kepada atom elektronegatif yang lain. Sebagai atom elektronegatif anda boleh
Pemisahan sebatian kompleks berlaku dalam dua peringkat: a) penceraian kepada ion kompleks dan ringkas dengan pemeliharaan sfera dalaman kompleks dan b) penceraian sfera dalaman, pemacu

Hukum pertama termodinamik. Undang-undang Hess
t/d permulaan pertama: dalam mana-mana proses, perubahan dalam tenaga dalaman U sistem adalah sama dengan jumlah jumlah haba yang dipindahkan dan kerja yang dilakukan.

ΔU=Q – W Jika sistem berada dalam
hukum 1 dan 2 termodinamik. Pengiraan kesan haba tindak balas kimia

Rumusan hukum pertama t/d: tenaga tidak dicipta atau dimusnahkan, tetapi hanya berpindah dari satu bentuk ke bentuk lain dalam nisbah yang setara.
Pembentukan hukum II t/d: dalam sistem terpencil

Undang-undang Hess dan akibat daripadanya
Hukum Hess: haba tindak balas kimia adalah sama dengan jumlah haba mana-mana siri tindak balas berturut-turut dengan bahan permulaan dan produk akhir yang sama.

Hukum akibat digunakan dalam pengiraan
Konsep keadaan piawai dan haba pembentukan piawai. Mengira kesan haba tindak balas kimia

Keadaan piawai adalah dalam termodinamik kimia keadaan yang diterima secara konvensional bagi bahan individu dan komponen penyelesaian apabila menganggar kuantiti termodinamik.
Di bawah haba standard

Tenaga bebas Gibbs. Arah tindak balas kimia
Tenaga bebas Gibbs (atau ringkasnya tenaga Gibbs, atau potensi Gibbs, atau potensi termodinamik dalam erti kata sempit) ialah kuantiti yang menunjukkan perubahan tenaga semasa tindak balas kimia.

Kadar tindak balas kimia. Hukum tindakan massa
Kinetik kimia ialah cabang kimia yang mengkaji kadar tindak balas kimia dan mekanisme tindak balas kimia.

Kadar tindak balas kimia - bilangan perlanggaran yang menggalakkan kerap
Persamaan Arrhenius. Konsep tenaga pengaktifan

lnk=lnA-Ea/2.3RT Tenaga pengaktifan ialah tenaga minimum yang mesti dimiliki oleh zarah untuk memasuki interaksi kimia.
Wap yang berada dalam keseimbangan dengan cecair dipanggil tepu. Tekanan wap tersebut ke atas pelarut tulen (p0) dipanggil tekanan atau keanjalan wap tepu pelarut tulen.

Osmosis dan tekanan osmosis
Resapan ialah proses penembusan molekul bersama.

Osmosis ialah proses resapan sehala molekul pelarut melalui membran separa telap ke arah kepekatan larutan yang lebih tinggi.
Pelarutan gas dalam cecair. Undang-undang Henry

Keterlarutan bahan dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Pengaruh mereka terhadap keseimbangan dalam larutan tertakluk kepada prinsip Le Chatelier.
Keterlarutan gas disertai dengan: A) pembebasan haba

Darjah dan pemalar pemisahan elektrolitik. Undang-undang Pembiakan Ostwald
Pemisahan elektrolitik ialah perpecahan molekul menjadi ion di bawah pengaruh molekul pelarut polar. E.d. menunjukkan kekonduksian ionik larutan.

Ijazah e.d. – nilai yang sama dengan nisbah
Hasil ionik air. Indeks hidrogen alam sekitar

Hasil ion air ialah nilai yang sama dengan hasil kation hidrogen dan ion hidroksida; ia adalah nilai malar pada suhu tertentu (25°C) dan bersamaan dengan 10-14.
Kw=

Pemisahan elektrolitik air. Indeks hidrogen persekitaran
Air adalah elektrolit amfoterik yang lemah. Molekul air boleh menderma dan menambah kation H+. Hasil daripada interaksi antara molekul dalam larutan akueus, sentiasa ada

Darjah dan pemalar hidrolisis garam
Darjah hidrolisis merujuk kepada nisbah bahagian garam yang mengalami hidrolisis kepada jumlah kepekatan ionnya dalam larutan. Ditandakan α (atau hydr); α = (chydr

Aktiviti dan kekuatan ion larutan. Hubungan antara pekali aktiviti dan kekuatan ion larutan
Aktiviti komponen penyelesaian ialah kepekatan berkesan (jelas) komponen, dengan mengambil kira pelbagai interaksi antara mereka dalam larutan. a=f*c Kekuatan ion larutan - ukuran keamatan

Konsep keupayaan elektrod
Elektrod gas terdiri daripada konduktor jenis pertama, yang bersentuhan serentak dengan gas dan larutan yang mengandungi ion gas ini. Konduktor jenis pertama berfungsi untuk membekalkan dan mengeluarkan elektron dan, sebagai tambahan

Unsur galvanik. Pengiraan EMF sel galvanik
SEL GALVANIK - sumber arus kimia di mana tenaga elektrik dijana hasil daripada penukaran langsung tenaga kimia melalui tindak balas pengurangan pengoksidaan. Dalam co

Kepekatan dan polarisasi elektrokimia
Polarisasi kepekatan. Perubahan dalam potensi elektrod disebabkan oleh perubahan dalam kepekatan reagen dalam lapisan berhampiran elektrod semasa laluan arus dipanggil polarisasi kepekatan. dalam saya

Elektrolisis. undang-undang Faraday

Elektrolisis. Keluaran semasa. Elektrolisis dengan anod tidak larut dan larut
Elektrolisis ialah proses fizikokimia yang terdiri daripada pelepasan pada elektrod juzuk bahan terlarut atau bahan lain yang terhasil daripada tindak balas sekunder pada elektrod,

Jenis utama kakisan. Kaedah untuk melindungi logam daripada kakisan
Hakisan ialah proses pemusnahan logam di bawah pengaruh faktor persekitaran elektrokimia atau kimia. Sehubungan itu, dua jenis kakisan dibezakan, bergantung pada kaedah interaksi

Kakisan kimia. Kadar kakisan kimia
Kakisan kimia ialah kakisan yang disebabkan oleh interaksi Me dengan gas kering atau cecair yang tidak mengalirkan arus elektrik.

Kadar kakisan kimia bergantung kepada banyak faktor
Kakisan akibat arus sesat

Arus sesat yang berpunca daripada pemasangan elektrik yang beroperasi pada arus terus, trem, kereta api bawah tanah, kereta api elektrik, menyebabkan penampilan bintik pada objek logam (kabel, rel). di bawah keadaan ini, mereka hampir ke penghujung, sehingga penggunaan lengkap salah satu bahan tindak balas (NH4NO3 → 2H2O + N2O - tiada percubaan untuk mendapatkan nitrat daripada H2O dan N2O membawa kepada hasil yang positif). tindak balas boleh balik

berlaku serentak di bawah keadaan tertentu dalam kedua-dua arah hadapan dan arah belakang. Terdapat lebih sedikit tindak balas tak boleh balik daripada tindak balas boleh balik. Contoh tindak balas boleh balik ialah interaksi hidrogen dengan iodin.

Selepas beberapa lama, kadar pembentukan HI akan menjadi sama dengan kadar penguraiannya.

Dengan kata lain, keseimbangan kimia akan berlaku. Keseimbangan kimia

Keseimbangan kimia adalah dinamik, iaitu penubuhannya tidak bermakna pemberhentian tindak balas.

Hukum tindakan massa:

Jisim bahan yang masuk ke dalam tindak balas adalah sama dengan jisim semua hasil tindak balas.

Hukum jisim bertindak mewujudkan hubungan antara jisim bahan bertindak balas dalam tindak balas kimia pada keseimbangan, serta pergantungan kadar tindak balas kimia pada kepekatan bahan permulaan.

Tanda-tanda keseimbangan kimia sebenar:

1. keadaan sistem kekal tidak berubah dari semasa ke semasa tanpa adanya pengaruh luar;

2. keadaan sistem berubah di bawah pengaruh pengaruh luar, tidak kira betapa kecilnya;

3. keadaan sistem tidak bergantung pada bahagian mana ia menghampiri keseimbangan.

Pada keseimbangan mantap, hasil darab kepekatan hasil tindak balas dibahagikan dengan hasil darab kepekatan bahan permulaan, dalam kuasa yang sama dengan pekali stoikiometri yang sepadan, untuk tindak balas tertentu pada suhu tertentu ialah nilai tetap yang dipanggil pemalar keseimbangan. .

Kepekatan bahan tindak balas pada keadaan mantap dipanggil kepekatan keseimbangan.

Dalam kes tindak balas boleh balik heterogen, ungkapan Kc hanya merangkumi kepekatan keseimbangan bahan gas dan terlarut. Jadi, untuk tindak balas CaCO3 ↔ CaO + CO2

Di bawah keadaan luaran yang berterusan, kedudukan keseimbangan dikekalkan selama-lamanya. Apabila keadaan luaran berubah, kedudukan keseimbangan mungkin berubah. Perubahan dalam suhu dan kepekatan reagen (tekanan untuk bahan gas) membawa kepada pelanggaran kesamaan kadar tindak balas ke hadapan dan sebaliknya dan, dengan itu, kepada pelanggaran keseimbangan. Selepas beberapa lama, kesamaan kelajuan akan dipulihkan. Tetapi kepekatan keseimbangan reagen di bawah keadaan baru akan berbeza. Peralihan sistem dari satu keadaan keseimbangan ke keadaan keseimbangan yang lain dipanggil anjakan atau anjakan keseimbangan . Keseimbangan kimia boleh dibandingkan dengan kedudukan rasuk neraca. Sama seperti ia berubah daripada tekanan beban pada salah satu cawan, keseimbangan kimia boleh beralih ke arah tindak balas ke hadapan atau terbalik bergantung pada keadaan proses. Setiap kali keseimbangan baru diwujudkan, sepadan dengan keadaan baru.

Nilai berangka pemalar biasanya berubah mengikut suhu. Pada suhu malar, nilai Kc tidak bergantung pada tekanan, isipadu, atau kepekatan bahan.

Mengetahui nilai berangka Kc, adalah mungkin untuk mengira nilai kepekatan keseimbangan atau tekanan setiap peserta tindak balas.

Arah anjakan kedudukan keseimbangan kimia akibat perubahan keadaan luaran ditentukan Prinsip Le Chatelier:

Jika pengaruh luaran dikenakan pada sistem keseimbangan, maka keseimbangan beralih ke sisi yang menentang pengaruh ini.

Pelarutan sebagai proses fizikal dan kimia. Penyelesaian. Solvates. Ciri khas air sebagai pelarut. Menghidrat. Kristal hidrat. Keterlarutan bahan. Pelarutan bahan pepejal, cecair dan gas. Pengaruh suhu, tekanan dan sifat bahan ke atas keterlarutan. Cara untuk menyatakan komposisi larutan: pecahan jisim, kepekatan molar, kepekatan setara dan pecahan mol.

Terdapat dua teori utama penyelesaian: fizikal dan kimia.

Teori penyelesaian fizikal telah dicadangkan oleh pemenang Hadiah Nobel Belanda J. Van't Hoff (1885) dan ahli kimia fizikal Sweden S. Arrhenius (1883). Pelarut dianggap sebagai medium lengai secara kimia di mana zarah (molekul, ion) bahan terlarut diagihkan sama rata. Diandaikan bahawa tiada interaksi antara molekul, kedua-dua antara zarah zat terlarut dan antara molekul pelarut dan zarah zat terlarut. Zarah pelarut dan zat terlarut diagihkan secara seragam ke seluruh larutan kerana resapan. Selepas itu, ternyata teori fizik dengan memuaskan menerangkan sifat hanya sekumpulan kecil penyelesaian, yang dipanggil penyelesaian ideal, di mana zarah pelarut dan zat terlarut tidak benar-benar berinteraksi antara satu sama lain. Contoh penyelesaian ideal ialah banyak larutan gas.

Teori kimia (atau larutan) penyelesaian dicadangkan oleh D.I. Mendeleev (1887). Dia adalah orang pertama yang menunjukkan, menggunakan bahan eksperimen yang luas, bahawa interaksi kimia berlaku antara zarah bahan terlarut dan molekul pelarut, akibatnya sebatian tidak stabil komposisi berubah-ubah terbentuk, dipanggil. pelarut atau hidrat ( jika pelarutnya adalah air). DI. Mendeleev mendefinisikan penyelesaian sebagai sistem kimia, semua bentuk interaksi yang berkaitan dengan sifat kimia pelarut dan zat terlarut. Peranan utama dalam pendidikan pelarut daya antara molekul yang rapuh dan ikatan hidrogen memainkan peranan.

Proses pembubaran tidak boleh diwakili oleh model fizikal mudah, contohnya, taburan statistik zat terlarut dalam pelarut hasil daripada resapan. Ia biasanya disertai dengan ketara kesan haba dan perubahan dalam isipadu larutan, disebabkan oleh kemusnahan struktur zat terlarut dan interaksi zarah pelarut dengan zarah zat terlarut. Kedua-dua proses ini disertai dengan kesan tenaga. Untuk memusnahkan struktur bahan terlarut diperlukan penggunaan tenaga , manakala apabila zarah pelarut dan zat terlarut berinteraksi, tenaga dibebaskan. Bergantung kepada nisbah kesan ini, proses pembubaran boleh menjadi endotermik atau eksotermik.

Apabila kuprum sulfat dibubarkan, kehadiran hidrat mudah dikesan oleh perubahan warna: garam putih kontang, larut dalam air, membentuk larutan biru. Kadang-kadang air penghidratan mengikat kuat kepada bahan terlarut dan, apabila ia dibebaskan daripada larutan, menjadi sebahagian daripada kristalnya. Bahan kristal yang mengandungi air dipanggil kristal hidrat , dan air yang termasuk dalam struktur kristal tersebut dipanggil air penghabluran. Komposisi hidrat kristal ditentukan oleh formula bahan, yang menunjukkan bilangan molekul air penghabluran setiap satu molekul. Oleh itu, formula hidrat kristal kuprum sulfat (kuprum sulfat) ialah CuSO4 × 5H2O. Pemeliharaan ciri warna larutan yang sepadan oleh hidrat kristal berfungsi sebagai bukti langsung kewujudan kompleks hidrat yang serupa dalam larutan. Warna hidrat kristal bergantung kepada bilangan molekul air penghabluran.

Terdapat pelbagai cara untuk menyatakan komposisi penyelesaian. Paling kerap digunakan pecahan jisim zat terlarut, molar dan kepekatan normal.

Secara umum, kepekatan boleh dinyatakan sebagai bilangan zarah per unit isipadu atau sebagai nisbah bilangan zarah jenis tertentu kepada jumlah bilangan zarah dalam larutan. Jumlah zat terlarut dan pelarut diukur dalam unit jisim, isipadu, atau mol. secara amnya, kepekatan larutan ialah jumlah bahan terlarut dalam sistem pekat (campuran, aloi atau dalam isipadu larutan tertentu). Terdapat pelbagai cara untuk menyatakan kepekatan penyelesaian, setiap satunya mempunyai aplikasi utama dalam satu atau lain bidang sains dan teknologi. Biasanya, komposisi penyelesaian dinyatakan menggunakan tidak berdimensi (pecahan jisim dan mol) dan nilai dimensi (kepekatan molar bahan, kepekatan molar bahan - setara, dan molaliti).

Pecahan jisim– nilai yang sama dengan nisbah jisim bahan terlarut (m1) kepada jumlah jisim larutan (m).

Topik Pengekod: tindak balas boleh balik dan tidak boleh balik. Keseimbangan kimia. Peralihan keseimbangan kimia di bawah pengaruh pelbagai faktor.

Jika tindak balas terbalik mungkin, tindak balas kimia dibahagikan kepada boleh balik dan tidak boleh balik.

Tindak balas kimia boleh balik - ini adalah tindak balas yang produknya dalam keadaan tertentu boleh berinteraksi antara satu sama lain.

Contohnya, sintesis ammonia ialah tindak balas boleh balik:

N2 + 3H2 = 2NH3

Proses ini berlaku pada suhu tinggi, di bawah tekanan dan dengan kehadiran mangkin (besi). Proses sedemikian biasanya boleh diterbalikkan.

Reaksi yang tidak dapat dipulihkan - ini adalah tindak balas yang produknya tidak boleh berinteraksi antara satu sama lain dalam keadaan tertentu.

Contohnya, tindak balas pembakaran atau tindak balas yang berlaku dengan letupan selalunya tidak dapat dipulihkan. Pembakaran karbon berlaku secara tidak dapat dipulihkan:

C + O 2 = CO 2

Butiran lanjut tentang klasifikasi tindak balas kimia boleh dibaca.

Kemungkinan interaksi produk bergantung pada keadaan proses.

Jadi, jika sistem terbuka, iaitu menukar kedua-dua jirim dan tenaga dengan alam sekitar, maka tindak balas kimia di mana, sebagai contoh, gas terbentuk, akan menjadi tidak dapat dipulihkan.

Contohnya , apabila mengkalsin natrium bikarbonat pepejal:

2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

gas karbon dioksida dibebaskan dan tersejat daripada zon tindak balas. Oleh itu, reaksi sedemikian akan berlaku tidak dapat dipulihkan di bawah syarat-syarat ini.

Jika kita pertimbangkan sistem tertutup , yang tak boleh menukar bahan dengan persekitaran (contohnya, kotak tertutup di mana tindak balas berlaku), maka karbon dioksida tidak akan dapat melarikan diri dari zon tindak balas, dan akan berinteraksi dengan air dan natrium karbonat, maka tindak balas akan boleh diterbalikkan di bawah syarat-syarat ini:

2NaHCO 3 ⇔ Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

Mari kita pertimbangkan di bawah keadaan ini, mereka hampir ke penghujung, sehingga penggunaan lengkap salah satu bahan tindak balas (NH4NO3 → 2H2O + N2O - tiada percubaan untuk mendapatkan nitrat daripada H2O dan N2O membawa kepada hasil yang positif).. Biarkan tindak balas boleh balik berjalan mengikut skema:

aA + bB ⇔ cC + dD

Kadar tindak balas langsung mengikut hukum tindakan jisim ditentukan oleh ungkapan:

v 1 =k 1 ·C A a ·C B b

Kelajuan maklum balas:

v 2 =k 2 ·C С с ·C D d

Di sini k 1 Dan k 2 ialah pemalar kadar bagi tindak balas ke hadapan dan ke belakang, masing-masing, C A, C B, C C, C D– kepekatan bahan A, B, C dan D, masing-masing.

Jika pada saat awal tindak balas tidak ada bahan C dan D dalam sistem, maka zarah A dan B berlanggar dan berinteraksi secara dominan, dan tindak balas yang kebanyakannya langsung berlaku.

Secara beransur-ansur, kepekatan zarah C dan D juga akan mula meningkat, oleh itu, kadar tindak balas terbalik akan meningkat. Pada satu ketika kadar tindak balas hadapan akan sama dengan kadar tindak balas songsang. Negeri ini dipanggil keseimbangan kimia .

Oleh itu, keseimbangan kimia ialah keadaan sistem di mana kadar tindak balas ke hadapan dan ke belakang adalah sama .

Oleh kerana kadar tindak balas ke hadapan dan sebaliknya adalah sama, kadar pembentukan reagen adalah sama dengan kadar penggunaannya, dan arus kepekatan bahan tidak berubah . Kepekatan sedemikian dipanggil keseimbangan .

Sila ambil perhatian bahawa pada keseimbangan Kedua-dua tindak balas ke hadapan dan sebaliknya berlaku, iaitu, bahan tindak balas berinteraksi antara satu sama lain, tetapi produk juga berinteraksi antara satu sama lain pada kadar yang sama. Pada masa yang sama, faktor luaran boleh mempengaruhi anjakan keseimbangan kimia dalam satu arah atau yang lain. Oleh itu, keseimbangan kimia dipanggil mudah alih, atau dinamik .

Penyelidikan dalam bidang keseimbangan mudah alih bermula pada abad ke-19. Karya Henri Le Chatelier meletakkan asas teori, yang kemudiannya digeneralisasikan oleh saintis Karl Brown. Prinsip keseimbangan mudah alih, atau prinsip Le Chatelier-Brown, menyatakan:

Jika sistem dalam keadaan keseimbangan dipengaruhi oleh faktor luaran yang mengubah mana-mana keadaan keseimbangan, maka proses dalam sistem yang bertujuan untuk mengimbangi pengaruh luaran dipergiatkan.

Dengan kata lain: Apabila terdapat pengaruh luaran ke atas sistem, keseimbangan akan beralih untuk mengimbangi pengaruh luaran ini.

Prinsip ini, yang sangat penting, berfungsi untuk sebarang fenomena keseimbangan (bukan hanya tindak balas kimia). Walau bagaimanapun, kami kini akan mempertimbangkannya berhubung dengan interaksi kimia. Dalam kes tindak balas kimia, pengaruh luar membawa kepada perubahan dalam kepekatan keseimbangan bahan.

Tindak balas kimia dalam keadaan keseimbangan boleh dipengaruhi oleh tiga faktor utama - suhu, tekanan dan kepekatan bahan tindak balas atau produk.

1. Seperti yang diketahui, tindak balas kimia disertai dengan kesan haba. Jika tindak balas langsung berlaku dengan pembebasan haba (eksotermik, atau +Q), maka tindak balas sebaliknya berlaku dengan penyerapan haba (endotermik, atau -Q), dan sebaliknya. Jika anda menaikkan suhu dalam sistem, keseimbangan akan beralih untuk mengimbangi peningkatan ini. Adalah logik bahawa dalam tindak balas eksotermik kenaikan suhu tidak dapat dikompensasikan. Oleh itu, apabila suhu meningkat, keseimbangan dalam sistem beralih ke arah penyerapan haba, i.e. terhadap tindak balas endotermik (-Q); dengan penurunan suhu - ke arah tindak balas eksotermik (+Q).

2. Dalam kes tindak balas keseimbangan, apabila sekurang-kurangnya satu daripada bahan berada dalam fasa gas, keseimbangan juga dipengaruhi dengan ketara oleh perubahan. tekanan dalam sistem. Apabila tekanan meningkat, sistem kimia cuba mengimbangi kesan ini dan meningkatkan kadar tindak balas, di mana jumlah bahan gas berkurangan. Apabila tekanan berkurangan, sistem meningkatkan kadar tindak balas, yang menghasilkan lebih banyak molekul bahan gas. Oleh itu: dengan peningkatan tekanan, keseimbangan beralih ke arah penurunan bilangan molekul gas, dan dengan penurunan tekanan - ke arah peningkatan bilangan molekul gas.

Beri perhatian! Sistem di mana bilangan molekul gas reaktan dan produk adalah sama tidak dipengaruhi oleh tekanan! Juga, perubahan dalam tekanan hampir tidak mempunyai kesan ke atas keseimbangan dalam larutan, i.e. pada tindak balas di mana tiada gas.

3. Juga, keseimbangan dalam sistem kimia dipengaruhi oleh perubahan kepekatan bahan tindak balas dan produk. Apabila kepekatan bahan tindak balas meningkat, sistem cuba menggunakannya dan meningkatkan kadar tindak balas ke hadapan. Apabila kepekatan reagen berkurangan, sistem cuba menghasilkannya, dan kadar tindak balas terbalik meningkat. Apabila kepekatan produk meningkat, sistem juga cuba memakannya dan meningkatkan kadar tindak balas terbalik. Apabila kepekatan produk berkurangan, sistem kimia meningkatkan kadar pembentukannya, i.e. kadar tindak balas ke hadapan.

Jika dalam sistem kimia kadar tindak balas ke hadapan meningkat betul , ke arah pembentukan produk Dan penggunaan reagen . Jika kadar tindak balas songsang meningkat, kami mengatakan bahawa baki telah beralih kiri , terhadap penggunaan makanan Dan meningkatkan kepekatan reagen .

Contohnya, dalam tindak balas sintesis ammonia:

N 2 + 3H 2 = 2NH 3 + Q

Peningkatan tekanan membawa kepada peningkatan dalam kadar tindak balas, di mana molekul gas yang lebih sedikit terbentuk, i.e. tindak balas langsung (bilangan molekul gas reaktan ialah 4, bilangan molekul gas dalam produk ialah 2). Apabila tekanan meningkat, keseimbangan beralih ke kanan, ke arah produk. Pada kenaikan suhu baki akan beralih dalam arah yang bertentangan dengan tindak balas endotermik, iaitu ke kiri, ke arah reagen. Peningkatan kepekatan nitrogen atau hidrogen akan mengalihkan keseimbangan ke arah penggunaannya, i.e. ke kanan, ke arah produk.

Pemangkin tidak menjejaskan keseimbangan, kerana mempercepatkan tindak balas ke hadapan dan ke belakang.

Boleh diterbalikkan Dalam kinetik kimia, ia adalah tindak balas yang secara serentak dan bebas berjalan dalam dua arah - ke hadapan dan ke belakang, tetapi pada kadar yang berbeza. Ia adalah ciri tindak balas boleh balik yang, beberapa lama selepas permulaannya, kadar tindak balas ke hadapan dan sebaliknya menjadi sama dan keadaan keseimbangan kimia berlaku.

Semua tindak balas kimia boleh diterbalikkan, tetapi dalam keadaan tertentu sesetengah daripadanya boleh diteruskan hanya dalam satu arah sehingga produk awal hampir hilang sepenuhnya. Reaksi sedemikian dipanggil tidak dapat dipulihkan. Lazimnya, tindak balas tidak boleh balik ialah tindak balas di mana sekurang-kurangnya satu produk tindak balas dikeluarkan dari kawasan tindak balas (dalam kes tindak balas dalam larutan, ia mendakan atau dibebaskan sebagai gas), atau tindak balas yang disertai dengan kesan haba positif yang besar. . Dalam kes tindak balas ionik, tindak balas boleh dikatakan tidak boleh diterbalikkan jika ia mengakibatkan pembentukan bahan yang sangat sukar larut atau sedikit tercerai.

Konsep keterbalikan tindak balas yang dipertimbangkan di sini tidak bertepatan dengan konsep keterbalikan termodinamik. Tindak balas yang boleh diterbalikkan dalam erti kata kinetik boleh diteruskan secara tidak boleh balik dalam erti kata termodinamik. Agar tindak balas dipanggil boleh diterbalikkan dalam pengertian termodinamik, kadar proses ke hadapan mesti berbeza sedikit daripada kadar proses songsang dan, oleh itu, proses secara keseluruhan mesti diteruskan secara perlahan-lahan.

Dalam campuran gas ideal dan dalam larutan cecair ideal, kadar tindak balas mudah (satu peringkat) mematuhi undang-undang tindakan massa. Kadar tindak balas kimia (1.1) diterangkan oleh persamaan (1.2), dan dalam kes tindak balas langsung ia boleh dibentangkan sebagai:

di manakah pemalar kadar bagi tindak balas hadapan.

Begitu juga, kadar tindak balas terbalik ialah:

Pada keseimbangan, oleh itu:

Persamaan ini menyatakan hukum tindakan jisim untuk keseimbangan kimia dalam sistem ideal; K - k o n s t a n t a r a v e n e w e s t .

Pemalar tindak balas membolehkan seseorang mencari komposisi keseimbangan campuran tindak balas di bawah keadaan tertentu.

Hukum tindakan jisim bagi kadar tindak balas boleh dijelaskan seperti berikut.

Untuk tindak balas berlaku, perlanggaran molekul bahan permulaan adalah perlu, i.e. molekul mesti mendekati satu sama lain pada jarak susunan saiz atom. Kebarangkalian mencari dalam beberapa volum kecil pada masa tertentu l molekul bahan L, m molekul bahan M, dsb. berkadar ..... oleh itu, bilangan perlanggaran per unit isipadu per unit masa adalah berkadar dengan nilai ini; maka persamaan (1.4) berikut.