ปฏิกิริยาผันกลับได้ แนวคิดของสมดุลเคมี ปฏิกิริยาเคมีที่ผันกลับได้และกลับไม่ได้

ปฏิกิริยาย้อนกลับคืออะไร? นี่เป็นกระบวนการทางเคมีที่ดำเนินไปในสองทิศทางที่ตรงกันข้ามกัน พิจารณาลักษณะสำคัญของการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวรวมถึงพารามิเตอร์ที่โดดเด่น

ความหมายของความสมดุลคืออะไร

ปฏิกิริยาเคมีที่ผันกลับไม่ได้นำไปสู่ผลิตภัณฑ์เฉพาะ ตัวอย่างเช่น เมื่อซัลเฟอร์ออกไซด์ (4) ถูกออกซิไดซ์พร้อมกันกับการผลิตซัลเฟอร์ออกไซด์ (6) ส่วนประกอบดั้งเดิมจะก่อตัวขึ้นอีกครั้ง

กระบวนการที่ผันกลับไม่ได้นั้นเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงอย่างสมบูรณ์ของสารที่ทำปฏิกิริยา ปฏิกิริยาดังกล่าวจะมาพร้อมกับการผลิตผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาตั้งแต่หนึ่งอย่างขึ้นไป

ปฏิกิริยาการสลายตัวเป็นตัวอย่างของอันตรกิริยาที่ผันกลับไม่ได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตถูกให้ความร้อน จะเกิดแมงกานีสโลหะ แมงกานีสออกไซด์ (4) และก๊าซออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมาด้วย

ปฏิกิริยาที่ผันกลับไม่ได้หมายความถึงการก่อตัวของฝน การปล่อยก๊าซ นี่คือความแตกต่างหลักจากการโต้ตอบกลับไม่ได้

สภาวะสมดุลทางเคมีคือสถานะของระบบที่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งปฏิกิริยาเคมีหนึ่งปฏิกิริยาหรือมากกว่านั้นสามารถย้อนกลับได้ โดยมีเงื่อนไขว่าอัตราของกระบวนการเท่ากัน

หากระบบอยู่ในสมดุลไดนามิก จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความเข้มข้นของรีเอเจนต์ และพารามิเตอร์อื่นๆ ในระยะเวลาที่กำหนด

เงื่อนไขการเปลี่ยนแปลงสมดุล

สมดุลของปฏิกิริยาที่ผันกลับได้สามารถอธิบายได้โดยใช้กฎของ Le Chatelier สาระสำคัญของมันอยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่ออิทธิพลภายนอกกระทำต่อระบบที่เริ่มอยู่ในสมดุลไดนามิก การเปลี่ยนแปลงของปฏิกิริยาจะสังเกตได้ในทิศทางตรงกันข้ามกับอิทธิพล ปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ใดๆ ด้วยความช่วยเหลือของหลักการนี้สามารถเปลี่ยนไปในทิศทางที่ถูกต้องได้ในกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดัน และความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยาด้วย

หลักการของ Le Chatelier "ใช้ได้ผล" สำหรับรีเอเจนต์ที่เป็นก๊าซเท่านั้น ไม่คำนึงถึงสารที่เป็นของแข็งและของเหลว มีความสัมพันธ์แบบผกผันระหว่างความดันและปริมาตร ซึ่งกำหนดโดยสมการ Mendeleev-Clapeyron หากปริมาตรของส่วนประกอบที่เป็นก๊าซเริ่มต้นมากกว่าผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยา ดังนั้นเพื่อเปลี่ยนสมดุลไปทางขวา สิ่งสำคัญคือต้องเพิ่มความดันของส่วนผสม

ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการเปลี่ยนคาร์บอนมอนอกไซด์ (2) เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ 2 โมลและออกซิเจน 1 โมลจะเข้าสู่ปฏิกิริยา สิ่งนี้ก่อให้เกิดคาร์บอนมอนอกไซด์ 2 โมล (4)

หากตามเงื่อนไขของปัญหา ปฏิกิริยาย้อนกลับนี้ควรเลื่อนไปทางขวา จำเป็นต้องเพิ่มความดัน

ความเข้มข้นของสารตั้งต้นมีผลอย่างมากต่อกระบวนการ ตามหลักการของ Le Chatelier ในกรณีของการเพิ่มความเข้มข้นของส่วนประกอบเริ่มต้น ความสมดุลของกระบวนการจะเปลี่ยนไปสู่ผลคูณของการปฏิสัมพันธ์

ในกรณีนี้ การลดลง (ถอนออกจากส่วนผสมของปฏิกิริยา) ของผลิตภัณฑ์ที่เป็นผลลัพธ์จะก่อให้เกิดการไหลของกระบวนการโดยตรง

นอกจากความดัน ความเข้มข้น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิยังมีผลกระทบอย่างมากต่อปฏิกิริยาย้อนกลับหรือไปข้างหน้า เมื่อส่วนผสมเริ่มต้นได้รับความร้อน สภาวะสมดุลจะเปลี่ยนไปสู่กระบวนการดูดความร้อน

ตัวอย่างของปฏิกิริยาที่ผันกลับได้

พิจารณาวิธีกระบวนการเฉพาะเพื่อเปลี่ยนสมดุลไปสู่การก่อตัวของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา

2CO + O 2 -2CO 2

ปฏิกิริยานี้เป็นกระบวนการที่เป็นเนื้อเดียวกัน เนื่องจากสารทั้งหมดอยู่ในสถานะ (ก๊าซ) เดียวกัน

มีส่วนประกอบ 3 เล่มทางด้านซ้ายของสมการ หลังจากการโต้ตอบตัวบ่งชี้นี้ลดลง 2 เล่มจะถูกสร้างขึ้น เพื่อให้กระบวนการโดยตรงดำเนินต่อไป จำเป็นต้องเพิ่มความดันของส่วนผสมของปฏิกิริยา

เนื่องจากปฏิกิริยาคายความร้อน อุณหภูมิจะลดลงเพื่อผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

ความสมดุลของกระบวนการจะเปลี่ยนไปสู่การก่อตัวของผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาโดยเพิ่มความเข้มข้นของสารเริ่มต้นอย่างใดอย่างหนึ่ง: ออกซิเจนหรือคาร์บอนมอนอกไซด์

บทสรุป

ปฏิกิริยาย้อนกลับและย้อนกลับไม่ได้มีบทบาทสำคัญในชีวิตมนุษย์ กระบวนการเมแทบอลิซึมที่เกิดขึ้นในร่างกายของเรานั้นสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงอย่างเป็นระบบในสมดุลของสารเคมี ในการผลิตสารเคมี สภาวะที่เหมาะสมถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมปฏิกิริยาในทิศทางที่ถูกต้อง

ปฏิกิริยาผันกลับได้คือปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นพร้อมกันในทิศทางตรงกันข้ามสองทิศทาง

ปฏิกิริยาที่ผันกลับไม่ได้ - ปฏิกิริยาที่สารที่ได้รับถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์ซึ่งไม่ทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด ตัวอย่างเช่น การสลายตัวของวัตถุระเบิด การเผาไหม้ของไฮโดรคาร์บอน การก่อตัวของสารประกอบที่แตกตัวต่ำ การตกตะกอน การก่อตัวของสารที่เป็นก๊าซ

32. สมดุลเคมี. หลักการของ Le Chatelier

สภาวะสมดุลทางเคมีคือสถานะของระบบเคมีที่ปฏิกิริยาเคมีหนึ่งปฏิกิริยาหรือมากกว่านั้นดำเนินไปแบบย้อนกลับได้ และอัตราในปฏิกิริยาไปข้างหน้า-ย้อนกลับแต่ละคู่จะเท่ากัน สำหรับระบบในสภาวะสมดุลเคมี ความเข้มข้นของสารทำปฏิกิริยา อุณหภูมิ และพารามิเตอร์อื่นๆ ของระบบจะไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา

33. หลักการของ Le Chatelier สภาวะสมดุลเคมีที่เปลี่ยนไป

หลักการของ Le Chatelier: ถ้าอิทธิพลภายนอกกระทำต่อระบบในสภาวะสมดุล สมดุลก็จะเปลี่ยนไปในทิศทางที่ทำให้อิทธิพลภายนอกอ่อนแอลง

ปัจจัยที่มีผลต่อสมดุลเคมี:

1) อุณหภูมิ

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น สภาวะสมดุลทางเคมีจะเปลี่ยนไปสู่ปฏิกิริยาดูดความร้อน (การดูดซึม) และเมื่อลดลงจะเปลี่ยนไปสู่ปฏิกิริยาคายความร้อน (การแยกตัว)

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 -Q t →, t↓ ←

N 2 +3H 2 ↔2NH 3 +Q t ←, t↓ →

2) ความดัน

เมื่อความดันเพิ่มขึ้น สภาวะสมดุลเคมีจะเปลี่ยนไปสู่สารที่มีปริมาตรน้อยลง และเมื่อลดลง สมดุลเคมีจะเปลี่ยนไปสู่ปริมาตรที่มากขึ้น หลักการนี้ใช้กับก๊าซเท่านั้น เช่น หากของแข็งมีส่วนในปฏิกิริยา จะไม่นำมาพิจารณา

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 P ←, P↓ →

1mol=1mol+1mol

3) ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา

เมื่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นตัวใดตัวหนึ่งเพิ่มขึ้น สมดุลเคมีจะเปลี่ยนไปสู่สารตั้งต้นที่เกิดปฏิกิริยา และด้วยความเข้มข้นที่ลดลงของผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปสู่สารตั้งต้น

ส 2 +2O 2 \u003d 2SO 2 [S], [O] →, ←

ตัวเร่งปฏิกิริยาไม่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของสมดุลเคมี!

สิ้นสุดการทำงาน -

หัวข้อนี้เป็นของ:

แนวคิดพื้นฐานทางเคมี

เคมีเป็นวิทยาศาสตร์ของสารและกฎของการเปลี่ยนแปลงวัตถุของการศึกษาเคมีคือองค์ประกอบทางเคมีและสารประกอบองค์ประกอบทางเคมีเรียกประเภทของอะตอม .. กฎ .. ลำดับที่วงโคจรเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน ..

หากคุณต้องการเนื้อหาเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้ หรือคุณไม่พบสิ่งที่คุณกำลังมองหา เราขอแนะนำให้ใช้การค้นหาในฐานข้อมูลผลงานของเรา:

เราจะทำอย่างไรกับเนื้อหาที่ได้รับ:

หากเนื้อหานี้มีประโยชน์สำหรับคุณ คุณสามารถบันทึกลงในเพจของคุณบนโซเชียลเน็ตเวิร์ก:

ทวีต

หัวข้อทั้งหมดในส่วนนี้:

กฎแห่งการเท่ากัน
สารทำปฏิกิริยากันในปริมาณที่เทียบเท่ากัน ม.(ก)/ม.(ข)=E(ก)/E(ข). สิ่งที่เทียบเท่าคืออนุภาคจริงหรืออนุภาคที่มีเงื่อนไขของสารที่เทียบเท่ากับไอออนหนึ่งตัว

เมฆอิเล็กโทรด เลขควอนตัม
เมฆอิเล็กตรอนเป็นแบบจำลองภาพที่สะท้อนการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในอะตอมหรือโมเลกุล ในการระบุลักษณะพฤติกรรมของอิเล็กตรอนในอะตอม เลขควอนตัมจะถูกนำมาใช้: บท

แบบจำลองทางกลเชิงควอนตัมของโครงสร้างของอะตอม
QMM ขึ้นอยู่กับทฤษฎีควอนตัมของอะตอม ซึ่งอิเล็กตรอนมีทั้งคุณสมบัติของอนุภาคและคุณสมบัติของคลื่น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ตำแหน่งของอิเล็กตรอน ณ จุดหนึ่งสามารถ

กฎธาตุและระบบธาตุ D.I. เมนเดเลเยฟ
การค้นพบกฎธาตุโดย D.I. Mendeleev The Periodic Law ถูกค้นพบโดย D.I. Mendeleev ในขณะที่ทำงานกับข้อความในตำราเรียน "ความรู้พื้นฐานทางเคมี" เมื่อเขาพบกับความยากลำบาก

สารประกอบอนินทรีย์
กรดเป็นสารเคมีที่ซับซ้อน สารประกอบที่ประกอบด้วยไอออน H และกากกรด แบ่งออกเป็นองค์ประกอบเดียวและหลายองค์ประกอบ มีออกซิเจนและไม่มีออกซิเจน ฐานคือ

เกลือและสารเคมีของพวกเขา คุณสมบัติ
เกลือเป็นสารประกอบทางเคมีประเภทหนึ่งที่ประกอบด้วยไอออนบวกและประจุลบ คุณสมบัติทางเคมีถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของไอออนบวกและไอออนที่ประกอบเป็นองค์ประกอบ เกลือทำปฏิกิริยากับ

พันธะโควาเลนต์ ความอิ่มตัวและทิศทาง
พันธะโควาเลนต์เป็นสารเคมี การสื่อสารระหว่างอะตอมดำเนินการโดยอิเล็กตรอนทางสังคม คอฟ. พันธะมีขั้วหรือไม่มีขั้ว ไม่มีขั้ว การเชื่อมต่อ น. ในโมเลกุลที่แต่ละนิวเคลียสของอะตอมด้วย

บทบัญญัติหลักของทฤษฎี VS การผสมพันธุ์
บทบัญญัติหลักของทฤษฎี VS: A) พันธะเคมีระหว่างสองอะตอมเกิดขึ้นจากการทับซ้อนของ AO กับภาพ คู่อิเล็กทรอนิกส์ B) อะตอมเข้าสู่สารเคมี การสื่อสารแลกเปลี่ยน

พันธะไฮโดรเจน
พันธะไฮโดรเจนเป็นรูปแบบหนึ่งของการเชื่อมโยงระหว่างอะตอมที่มีประจุไฟฟ้าลบและอะตอมของไฮโดรเจน H ที่สร้างพันธะโควาเลนต์กับอะตอมที่มีประจุไฟฟ้าลบอีกอะตอมหนึ่ง ในฐานะอะตอมที่มีประจุไฟฟ้าลบ คุณทำได้

พันธบัตรผู้บริจาคผู้รับ สารประกอบเชิงซ้อน
ภาพกลไก พันธะโควาเลนต์เกิดจากอิเล็กตรอนสองตัวของอะตอมหนึ่ง (ผู้บริจาค) และออร์บิทัลอิสระของอีกอะตอมหนึ่ง (ตัวรับ) เรียกว่า ผู้บริจาค - ผู้รับ สารประกอบเชิงซ้อนเป็นสารประกอบ

สารประกอบเชิงซ้อน พันธะเคมีในสารประกอบเชิงซ้อน
สารประกอบเชิงซ้อนคือสารเคมีที่มีอนุภาคเชิงซ้อน เคมี พันธะในสารประกอบเชิงซ้อนที่เป็นผลึกกับสารเชิงซ้อนที่มีประจุ พันธะระหว่างสารเชิงซ้อนและใน

การแยกตัวของสารประกอบเชิงซ้อน ค่าคงที่ความเสถียรของไอออนเชิงซ้อน
การแยกตัวของสารประกอบเชิงซ้อนเกิดขึ้นในสองขั้นตอน: ก) การแยกตัวออกเป็นไอออนเชิงซ้อนและเชิงซ้อนโดยคงไว้ซึ่งทรงกลมชั้นในของสารประกอบเชิงซ้อน และ ข) การแยกตัวของทรงกลมชั้นใน การขับ

กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ กฎของเฮสส์
1st start t/d: ในกระบวนการใดๆ ก็ตาม การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน U ของระบบจะเท่ากับผลรวมของปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทและงานที่ทำ ΔU=Q – W ถ้าเข้าระบบ

กฎข้อที่ 1 และ 2 ของอุณหพลศาสตร์ การคำนวณผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยาเคมี
การกำหนดกฎ I ของ t / d: พลังงานไม่ได้ถูกสร้างหรือทำลาย แต่จะส่งผ่านจากรูปแบบหนึ่งไปยังอีกรูปแบบหนึ่งในอัตราส่วนที่เท่ากันเท่านั้น การกำหนดกฎข้อที่สองของ t/d: ในระบบที่แยกจากกัน

กฎของเฮสส์และผลที่ตามมา
กฎของเฮสส์: ความร้อนของปฏิกิริยาเคมีเท่ากับผลรวมของความร้อนของปฏิกิริยาต่อเนื่องชุดใดๆ ที่มีสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายเหมือนกัน การคำนวณใช้ผลของกฎหมาย

แนวคิดของสถานะมาตรฐานและความร้อนมาตรฐานของการก่อตัว การคำนวณผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยาเคมี
สถานะมาตรฐาน - ในอุณหพลศาสตร์เคมี สถานะที่ยอมรับตามเงื่อนไขของสารแต่ละชนิดและส่วนประกอบของสารละลายในการประเมินปริมาณทางอุณหพลศาสตร์ ภายใต้ความร้อนมาตรฐาน

กิบส์พลังงานฟรี ทิศทางของปฏิกิริยาเคมี
พลังงานกิ๊บส์ฟรี (หรือเรียกง่ายๆ ว่าพลังงานกิ๊บส์ หรือศักยภาพกิ๊บส์ หรือศักยภาพทางอุณหพลศาสตร์ในความหมายแคบ) เป็นปริมาณที่แสดงการเปลี่ยนแปลงของพลังงานระหว่างปฏิกิริยาเคมี

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี กฎแห่งการแสดงหมู่
จลนพลศาสตร์เคมีเป็นสาขาวิชาเคมีที่ศึกษาเกี่ยวกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีและกลไกของปฏิกิริยาเคมี อัตราของปฏิกิริยาเคมีคือจำนวนของการชนกัน

สมการอาร์เรเนียส แนวคิดของพลังงานกระตุ้น
lnk=lnA-Ea/2.3RT พลังงานกระตุ้นเป็นพลังงานขั้นต่ำที่อนุภาคต้องมีเพื่อเข้าสู่ปฏิกิริยาเคมี

ตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน
ตัวเร่งปฏิกิริยา - สารที่เปลี่ยนอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี แต่ไม่เข้าสู่ปฏิกิริยาทางเคมีและถูกขับออกมาเมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาในรูปที่บริสุทธิ์ กระบวนการเร่งปฏิกิริยาต่อหน้า

คุณสมบัติการทำงานร่วมกันของสารละลาย
คุณสมบัติคอลลิเกชันของสารละลายคือคุณสมบัติเหล่านั้น ซึ่งภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด จะมีความเท่าเทียมกันและไม่ขึ้นกับธรรมชาติทางเคมีของตัวถูกละลาย คุณสมบัติของสารละลายที่ขึ้นอยู่กับ

กฎของราอูลท์ จุดเดือดและจุดเยือกแข็งของสารละลาย
ไอในสภาวะสมดุลกับของเหลวเรียกว่าอิ่มตัว ความดันของไอดังกล่าวเหนือตัวทำละลายบริสุทธิ์ (p0) เรียกว่า ความดันหรือความยืดหยุ่นของไออิ่มตัวของสารบริสุทธิ์

ออสโมซิสและแรงดันออสโมติก
การแพร่กระจายเป็นกระบวนการของการแทรกซึมของโมเลกุล ออสโมซิสเป็นกระบวนการแพร่ทางเดียวผ่านเมมเบรนกึ่งซึมผ่านได้ของโมเลกุลตัวทำละลายไปยังสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงขึ้น

การละลายของก๊าซในของเหลว กฎของเฮนรี่
ความสามารถในการละลายของสารได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิและความดัน อิทธิพลที่มีต่อสมดุลในสารละลายเป็นไปตามหลักการของ Le Chatelier ความสามารถในการละลายของก๊าซมาพร้อมกับ: A) การปล่อยความร้อน

ระดับและค่าคงที่ของการแยกตัวด้วยไฟฟ้า กฎการผสมพันธุ์ของ Ostwald
การแยกตัวด้วยไฟฟ้าคือการแตกตัวของโมเลกุลเป็นไอออนภายใต้การกระทำของโมเลกุลของตัวทำละลายที่มีขั้ว เอ็ด หมายถึงการนำไอออนิกของสารละลาย ปริญญาบัตร - ค่าเท่ากับอัตราส่วน

ผลิตภัณฑ์ไอออนิกของน้ำ ดัชนีไฮโดรเจนของสิ่งแวดล้อม
ผลิตภัณฑ์ไอออนิกของน้ำ - ค่าเท่ากับผลิตภัณฑ์ของไฮโดรเจนไอออนบวกและไฮดรอกไซด์ไอออนเป็นค่าคงที่ที่อุณหภูมิที่กำหนด (25 ° C) และเท่ากับ 10-14 กิโลวัตต์=

การแยกตัวด้วยไฟฟ้าของน้ำ ดัชนีไฮโดรเจนของสิ่งแวดล้อม
น้ำเป็นอิเล็กโทรไลต์แอมโฟเทอริกอย่างอ่อน โมเลกุลของน้ำสามารถบริจาคและเพิ่ม H+ ไอออนบวกได้ อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลในสารละลายที่เป็นน้ำ จึงมีและ

ระดับและค่าคงที่ของการไฮโดรไลซิสของเกลือ
ระดับของการไฮโดรไลซิสหมายถึงอัตราส่วนของส่วนของเกลือที่อยู่ระหว่างการไฮโดรไลซิสต่อความเข้มข้นรวมของไอออนในสารละลาย แสดงแทน α (หรือ hhydr); α = (ไคร

กิจกรรมและความแรงของไอออนิกของสารละลาย ความสัมพันธ์ระหว่างค่าสัมประสิทธิ์ของกิจกรรมและความแรงของไอออนิกของสารละลาย
กิจกรรมของส่วนประกอบของสารละลายคือความเข้มข้นที่มีประสิทธิภาพ (ชัดเจน) ของส่วนประกอบ โดยคำนึงถึงปฏิสัมพันธ์ต่างๆ ระหว่างส่วนประกอบเหล่านั้นในสารละลาย a=f*c ความแรงของไอออนิกของสารละลาย - การวัดความเข้ม

แนวคิดของศักย์ไฟฟ้า
ศักย์อิเล็กโทรด - ความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ที่สัมผัสกัน (ส่วนใหญ่มักอยู่ระหว่างโลหะกับสารละลายอิเล็กโทรไลต์) WHO

ศักยภาพของอิเล็กโทรด สมการ Nernst
ศักย์อิเล็กโทรด - ความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ที่สัมผัสกัน (ส่วนใหญ่มักอยู่ระหว่างโลหะกับสารละลายอิเล็กโทรไลต์) เข็มหมุด

อิเล็กโทรดแก๊ส สมการ Nernst สำหรับการคำนวณศักย์ไฟฟ้าของแก๊สอิเล็กโทรด
อิเล็กโทรดแก๊สประกอบด้วยตัวนำชนิดที่ 1 ซึ่งสัมผัสพร้อมกันกับแก๊สและสารละลายที่มีไอออนของแก๊สนี้ ตัวนำประเภทที่ 1 ทำหน้าที่จัดหาและกำจัดอิเล็กตรอนและนอกเหนือไปจากนี้

เซลล์กัลวานิค. การคำนวณ EMF ของเซลล์กัลวานิก
เซลล์กัลวานิก - แหล่งกระแสเคมีที่พลังงานไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นจากการแปลงพลังงานเคมีโดยตรงโดยปฏิกิริยารีดอกซ์ ในบริษัท

ความเข้มข้นและโพลาไรซ์เคมีไฟฟ้า
โพลาไรซ์ความเข้มข้น การเปลี่ยนแปลงของศักย์อิเล็กโทรดเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของรีเอเจนต์ในชั้นใกล้อิเล็กโทรดระหว่างที่กระแสไหลผ่านเรียกว่าโพลาไรเซชันแบบเข้มข้น ในของฉัน

อิเล็กโทรลิซิส. กฎของฟาราเดย์

อิเล็กโทรลิซิส. เอาต์พุตปัจจุบัน อิเล็กโทรไลซิสที่มีแอโนดที่ไม่ละลายน้ำและละลายน้ำได้
อิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการทางกายภาพและเคมีที่ประกอบด้วยการปลดปล่อยส่วนประกอบของสารที่ละลายหรือสารอื่นๆ บนอิเล็กโทรด ซึ่งเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทุติยภูมิบนอิเล็กโทรด

ประเภทหลักของการกัดกร่อน วิธีการปกป้องโลหะจากการกัดกร่อน
การกัดกร่อนเป็นกระบวนการทำลายโลหะภายใต้อิทธิพลของปัจจัยทางไฟฟ้าเคมีหรือสิ่งแวดล้อมทางเคมี ดังนั้นการกัดกร่อนสองประเภทจึงแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวิธีการโต้ตอบ

การกัดกร่อนของสารเคมี อัตราการกัดกร่อนของสารเคมี
การกัดกร่อนของสารเคมี - การกัดกร่อนที่เกิดจากการทำงานร่วมกันของ Me กับก๊าซแห้งหรือของเหลวที่ไม่นำกระแสไฟฟ้า อัตราการกัดกร่อนของสารเคมีขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย

การกัดกร่อนของกระแสไฟฟ้าหลงทาง
กระแสจรจัดที่มาจากการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่ใช้ไฟฟ้ากระแสตรง รถราง รถไฟใต้ดิน รางไฟฟ้า ทำให้เกิดรอยปะบนวัตถุที่เป็นโลหะ (สายเคเบิล ราง)

ทางเคมี ปฏิกิริยาที่ย้อนกลับไม่ได้ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้พวกมันเกือบจะถึงจุดสิ้นสุดจนกระทั่งการบริโภคสารที่ทำปฏิกิริยาอย่างใดอย่างหนึ่งอย่างสมบูรณ์ (NH4NO3 → 2H2O + N2O - ไม่มีความพยายามที่จะได้รับไนเตรตจาก H2O และ N2O นำไปสู่ผลลัพธ์ที่เป็นบวก)

ทางเคมี ปฏิกิริยาย้อนกลับ ไหลพร้อมกันภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดทั้งในทิศทางไปข้างหน้าและย้อนกลับ มีปฏิกิริยาที่ผันกลับไม่ได้น้อยกว่าปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ ตัวอย่างของปฏิกิริยาที่ผันกลับได้คือปฏิกิริยาของไฮโดรเจนกับไอโอดีน

หลังจากเวลาผ่านไป อัตราการก่อตัวของ HI จะเท่ากับอัตราการสลายตัว

กล่าวอีกนัยหนึ่งจะมีความสมดุลทางเคมี

สมดุลเคมีเรียกว่าสถานะของระบบซึ่งอัตราการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเท่ากับอัตราการเปลี่ยนเป็นรีเอเจนต์ดั้งเดิม

สมดุลเคมีเป็นแบบไดนามิก กล่าวคือ การสร้างไม่ได้หมายถึงการสิ้นสุดของปฏิกิริยา

กฎการแสดงมวลชน:

มวลของสารที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาเท่ากับมวลของผลิตภัณฑ์ทั้งหมดของปฏิกิริยา

กฎการแสดงมวลชนกำหนดอัตราส่วนระหว่างมวลของสารตั้งต้นในปฏิกิริยาเคมีที่สมดุลเช่นเดียวกับการพึ่งพาอัตราของปฏิกิริยาเคมีกับความเข้มข้นของสารตั้งต้น

สัญญาณของสมดุลเคมีที่แท้จริง:

1. สถานะของระบบยังคงไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในกรณีที่ไม่มีอิทธิพลจากภายนอก

2. สถานะของระบบเปลี่ยนแปลงภายใต้อิทธิพลของอิทธิพลภายนอกไม่ว่าจะเล็กน้อยเพียงใด

3. สถานะของระบบไม่ได้ขึ้นอยู่กับว่าระบบเข้าสู่สมดุลจากด้านใด

ที่สภาวะคงตัว ผลคูณของความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาหารด้วยผลคูณของความเข้มข้นของสารเริ่มต้น ด้วยกำลังเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์ปริมาณสารสัมพันธ์สัมพันธ์ สำหรับปฏิกิริยาที่กำหนด ณ อุณหภูมิที่กำหนดจะเป็นค่าคงที่ เรียกว่า สภาวะสมดุล คงที่.

ความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่สภาวะสมดุลเรียกว่าความเข้มข้นสมดุล

ในกรณีของปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ต่างกัน นิพจน์สำหรับ Kc จะรวมเฉพาะความเข้มข้นที่สมดุลของสารที่เป็นก๊าซและสารที่ละลาย ดังนั้นสำหรับปฏิกิริยา CaCO3 ↔ CaO + CO2

ภายใต้สภาวะภายนอกที่คงที่ ตำแหน่งสมดุลจะคงอยู่เป็นเวลานานโดยพลการ เมื่อสภาวะภายนอกเปลี่ยนไป ตำแหน่งสมดุลอาจเปลี่ยนไป การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความเข้มข้นของรีเอเจนต์ (ความดันสำหรับสารที่เป็นก๊าซ) นำไปสู่การละเมิดความเท่าเทียมกันของอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับ และทำให้เกิดความไม่สมดุล หลังจากนั้นสักครู่ ความเท่าเทียมกันของความเร็วจะกลับคืนมา แต่ความเข้มข้นของรีเอเจนต์ที่สมดุลภายใต้เงื่อนไขใหม่จะแตกต่างกัน การเปลี่ยนแปลงของระบบจากสภาวะสมดุลหนึ่งไปสู่อีกสถานะหนึ่งเรียกว่า การเปลี่ยนแปลงหรือการปรับสมดุล . สมดุลเคมีเปรียบได้กับตำแหน่งของคานสมดุล เช่นเดียวกับที่มันเปลี่ยนไปตามความดันของโหลดบนถ้วยใดถ้วยหนึ่ง สมดุลเคมีสามารถเปลี่ยนไปสู่ปฏิกิริยาไปข้างหน้าหรือย้อนกลับ ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของกระบวนการ ทุกครั้งที่มีการสร้างสมดุลใหม่ซึ่งสอดคล้องกับเงื่อนไขใหม่

ค่าตัวเลขของค่าคงที่มักจะเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ ที่อุณหภูมิคงที่ ค่า Kc ไม่ขึ้นกับความดัน ปริมาตร หรือความเข้มข้นของสาร

เมื่อทราบค่าตัวเลขของ Kc คุณสามารถคำนวณค่าของความเข้มข้นหรือความดันสมดุลของผู้เข้าร่วมแต่ละคนในปฏิกิริยาได้

ทิศทาง การกระจัดของตำแหน่งสมดุลเคมี อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงในสภาวะภายนอกจะถูกกำหนด หลักการของ Le Chatelier:

ถ้าอิทธิพลจากภายนอกกระทำต่อระบบสมดุล สมดุลก็จะเปลี่ยนไปในทิศทางที่ต่อต้านอิทธิพลนี้

การละลายเป็นกระบวนการทางกายภาพและทางเคมี การแก้ปัญหา ตัวทำละลาย คุณสมบัติพิเศษของน้ำเป็นตัวทำละลาย ชุ่มชื้น คริสตัลไฮเดรต ความสามารถในการละลายของสาร การละลายของสารที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ อิทธิพลของอุณหภูมิ ความดัน และธรรมชาติของสารต่อการละลาย วิธีแสดงองค์ประกอบของสารละลาย: เศษส่วนมวล-ลา ความเข้มข้นโมลาร์ ความเข้มข้นสมมูล และเศษส่วนโมล

มีสองทฤษฎีหลักของการแก้ปัญหา: ทางกายภาพและทางเคมี

ทฤษฎีทางกายภาพของการแก้ปัญหาถูกเสนอโดยผู้ชนะรางวัลโนเบล ชาวดัตช์ J. Van't Hoff (1885) และ S. Arrhenius นักเคมีกายภาพชาวสวีเดน (1883) ตัวทำละลายถือเป็นตัวกลางเฉื่อยทางเคมีซึ่งอนุภาค (โมเลกุล ไอออน) ของสารที่ละลายจะกระจายอย่างสม่ำเสมอ สันนิษฐานว่าไม่มีอันตรกิริยาระหว่างโมเลกุล ทั้งระหว่างอนุภาคของตัวถูกละลายและระหว่างโมเลกุลของตัวทำละลายกับอนุภาคของตัวถูกละลาย อนุภาคของตัวทำละลายและตัวถูกละลายจะกระจายอย่างสม่ำเสมอในปริมาตรของสารละลายเนื่องจากการแพร่ ต่อจากนั้น ปรากฎว่าทฤษฎีทางกายภาพอธิบายธรรมชาติของสารละลายกลุ่มเล็ก ๆ เพียงกลุ่มเดียวได้อย่างน่าพอใจ ซึ่งเรียกว่า สารละลายในอุดมคติ ซึ่งอนุภาคของตัวทำละลายและตัวถูกละลายไม่มีปฏิกิริยาต่อกันอย่างแท้จริง สารละลายแก๊สหลายชนิดเป็นตัวอย่างของสารละลายในอุดมคติ

ทฤษฎีเคมี (หรือตัวทำละลาย) ของสารละลายเสนอโดย D.I. เมนเดเลเยฟ (2430) เป็นครั้งแรกในวัสดุทดลองขนาดใหญ่ที่เขาแสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้นระหว่างอนุภาคของตัวถูกละลายและโมเลกุลของตัวทำละลายซึ่งเป็นผลมาจากสารประกอบที่ไม่เสถียรขององค์ประกอบแปรผันที่เรียกว่า ตัวทำละลายหรือไฮเดรต ( ถ้าตัวทำละลายเป็นน้ำ) ดีไอ Mendeleev ให้คำจำกัดความของสารละลายว่าเป็นระบบเคมีซึ่งปฏิสัมพันธ์ทุกรูปแบบเกี่ยวข้องกับธรรมชาติทางเคมีของตัวทำละลายและตัวถูกละลาย เป็นผู้นำในด้านการศึกษา โซลเวต แรงระหว่างโมเลกุลที่ไม่เสถียรและการเล่นพันธะไฮโดรเจน

กระบวนการละลายไม่สามารถแสดงด้วยแบบจำลองทางกายภาพอย่างง่าย เช่น การกระจายทางสถิติของตัวถูกละลายในตัวทำละลายซึ่งเป็นผลมาจากการแพร่ มันมักจะมาพร้อมกับการสังเกต ผลความร้อน และการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของสารละลาย เนื่องจากการทำลายโครงสร้างของตัวถูกละลายและอันตรกิริยาของอนุภาคของตัวทำละลายกับอนุภาคของตัวถูกละลาย กระบวนการทั้งสองนี้มาพร้อมกับผลกระทบด้านพลังงาน จำเป็นต้องทำลายโครงสร้างของสารที่ละลายน้ำ การใช้พลังงาน ในขณะที่ปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคของตัวทำละลายและตัวถูกละลายจะปลดปล่อยพลังงานออกมา ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของผลกระทบเหล่านี้ กระบวนการละลายอาจเป็นแบบดูดความร้อนหรือคายความร้อนก็ได้

เมื่อคอปเปอร์ซัลเฟตละลาย การมีอยู่ของไฮเดรตจะตรวจจับได้ง่ายโดยการเปลี่ยนสี: เกลือสีขาวปราศจากน้ำ ละลายในน้ำ ก่อตัวเป็นสารละลายสีน้ำเงิน บางครั้ง น้ำให้ความชุ่มชื้น มันจับตัวถูกละลายอย่างแน่นหนาและเมื่อแยกออกจากสารละลายจะเข้าสู่องค์ประกอบของผลึก สารผลึกที่มีน้ำ เรียกว่าผลึกไฮเดรต และน้ำที่รวมอยู่ในโครงสร้างของผลึกดังกล่าวเรียกว่าน้ำตกผลึก องค์ประกอบของผลึกไฮเดรตถูกกำหนดโดยสูตรของสารซึ่งระบุจำนวนโมเลกุลของน้ำที่ตกผลึกต่อหนึ่งในโมเลกุลของมัน ดังนั้น สูตรของผลึกคอปเปอร์ซัลเฟต (คอปเปอร์ซัลเฟต) CuSO4 × 5H2O การรักษาลักษณะสีของสารละลายที่เกี่ยวข้องโดยผลึกไฮเดรตเป็นหลักฐานโดยตรงของการมีอยู่ของสารเชิงซ้อนไฮเดรตที่คล้ายกันในสารละลาย สีของผลึกไฮเดรตขึ้นอยู่กับจำนวนโมเลกุลของน้ำที่ตกผลึก

มีหลายวิธีในการแสดงองค์ประกอบของโซลูชัน. ใช้กันมากที่สุด เศษส่วนมวล ตัวถูกละลาย, กรามและความเข้มข้นปกติ

โดยทั่วไป ความเข้มข้นสามารถแสดงเป็นจำนวนของอนุภาคต่อหน่วยปริมาตรหรือเป็นอัตราส่วนของจำนวนของอนุภาคของประเภทที่กำหนดต่อจำนวนของอนุภาคทั้งหมดในสารละลาย ปริมาณของตัวถูกละลายและตัวทำละลายวัดเป็นหน่วยของมวล ปริมาตร หรือโมล โดยทั่วไป, ความเข้มข้นของสารละลาย - นี่คือปริมาณของสารที่ละลายในระบบควบแน่น (ส่วนผสม, โลหะผสมหรือในปริมาตรของสารละลายที่แน่นอน) มีหลายวิธีในการแสดงความเข้มข้นของสารละลาย ซึ่งแต่ละวิธีมีการใช้งานที่โดดเด่นในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเฉพาะ โดยปกติแล้ว องค์ประกอบของสารละลายจะแสดงโดยใช้แบบไร้มิติ (มวลและเศษส่วนโมล) และปริมาณเชิงมิติ

เศษส่วนมวล- ค่าเท่ากับอัตราส่วนของมวลของสารที่ละลาย (m1) ต่อมวลรวมของสารละลาย (m)

หัวข้อตัวเข้ารหัส: ปฏิกิริยาที่ผันกลับได้และกลับไม่ได้. สมดุลทางเคมี การแทนที่ของสมดุลเคมีภายใต้อิทธิพลของปัจจัยต่างๆ

ตามความเป็นไปได้ของปฏิกิริยาย้อนกลับ ปฏิกิริยาเคมีแบ่งออกเป็นแบบย้อนกลับได้และย้อนกลับไม่ได้

ปฏิกิริยาเคมีที่ผันกลับได้ เป็นปฏิกิริยาที่ผลิตภัณฑ์สามารถโต้ตอบกันได้ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด

ตัวอย่างเช่น, การสังเคราะห์แอมโมเนียเป็นปฏิกิริยาที่ผันกลับได้:

ไม่มี 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3

กระบวนการนี้ดำเนินต่อไปที่อุณหภูมิสูง ภายใต้ความกดดัน และเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา (เหล็ก) กระบวนการดังกล่าวมักจะย้อนกลับได้

ปฏิกิริยาที่ย้อนกลับไม่ได้ เป็นปฏิกิริยาที่ผลิตภัณฑ์ไม่สามารถโต้ตอบกันได้ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด

ตัวอย่างเช่น, ปฏิกิริยาการเผาไหม้หรือปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นพร้อมกับการระเบิด - ส่วนใหญ่มักจะย้อนกลับไม่ได้ กระบวนการเผาไหม้คาร์บอน กลับไม่ได้:

C + O 2 = CO 2

รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ การจำแนกประเภทของปฏิกิริยาเคมีสามารถอ่านได้

ความน่าจะเป็นของการโต้ตอบกับผลิตภัณฑ์ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของกระบวนการ

ดังนั้นหากระบบ เปิด, เช่น. แลกเปลี่ยนทั้งสสารและพลังงานกับสิ่งแวดล้อม จากนั้นปฏิกิริยาเคมีซึ่งเกิดขึ้น เช่น ก๊าซ จะไม่สามารถย้อนกลับได้

ตัวอย่างเช่น , เมื่อเผาโซเดียมไบคาร์บอเนตที่เป็นของแข็ง:

2NaHCO 3 → นา 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ถูกปล่อยออกมาและระเหยออกจากโซนปฏิกิริยา ดังนั้นปฏิกิริยาดังกล่าวจะ กลับไม่ได้ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้

ถ้าเราพิจารณา ระบบปิด , ที่ ไม่ได้แลกเปลี่ยนสสารกับสิ่งแวดล้อม (เช่น กล่องปิดที่เกิดปฏิกิริยา) จากนั้นคาร์บอนไดออกไซด์จะไม่สามารถหนีออกจากเขตปฏิกิริยาได้ และจะทำปฏิกิริยากับน้ำและโซเดียมคาร์บอเนต จากนั้นปฏิกิริยาจะผันกลับได้ภายใต้ เงื่อนไขเหล่านี้:

2NaHCO 3 ⇔ นา 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

พิจารณา ปฏิกิริยาย้อนกลับ. ปล่อยให้ปฏิกิริยาย้อนกลับดำเนินต่อไปตามโครงร่าง:

aA + bB ⇔ cC + dD

อัตราของปฏิกิริยาโดยตรงตามกฎของการกระทำโดยรวมถูกกำหนดโดยนิพจน์:

v 1 \u003d k 1 C A C B ข

อัตราการตอบรับ:

v 2 \u003d k 2 CCC C D ง

ที่นี่ k 1และ k2คือค่าคงที่อัตราของปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับตามลำดับ C A , C B , CC , C Dคือความเข้มข้นของสาร A B C และ D ตามลำดับ

ถ้าในช่วงเวลาเริ่มต้นของปฏิกิริยาไม่มีสาร C และ D อยู่ในระบบ อนุภาค A และ B จะชนกันและมีปฏิสัมพันธ์เป็นส่วนใหญ่ และปฏิกิริยาส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นโดยตรง

ความเข้มข้นของอนุภาค C และ D จะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับจะเพิ่มขึ้น ในบางจุด อัตราของปฏิกิริยาไปข้างหน้าจะเท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ. รัฐนี้เรียกว่า สมดุลเคมี .

ทางนี้, สมดุลเคมี คือสถานะของระบบที่ อัตราของปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับเท่ากัน .

เนื่องจากอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับเท่ากัน อัตราการก่อตัวของสารทำปฏิกิริยาจึงเท่ากับอัตราการบริโภคและกระแส ความเข้มข้นของสารไม่เปลี่ยนแปลง . ความเข้มข้นดังกล่าวเรียกว่า สมดุล .

โปรดทราบว่าในสภาวะสมดุล ปฏิกิริยาทั้งไปข้างหน้าและย้อนกลับเกิดขึ้นนั่นคือสารตั้งต้นทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกัน แต่ผลิตภัณฑ์ทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันในอัตราที่เท่ากัน ในขณะเดียวกัน ปัจจัยภายนอกอาจมีอิทธิพล กะสมดุลเคมีในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง ดังนั้นจึงเรียกสมดุลเคมีว่า มือถือ, หรือ พลวัต .

การวิจัยในด้านสมดุลการเคลื่อนที่เริ่มขึ้นในศตวรรษที่ 19 ในงานเขียนของ Henri Le Chatelier ได้มีการวางรากฐานของทฤษฎีซึ่งนักวิทยาศาสตร์ Karl Brown ได้สรุปในภายหลัง หลักการสมดุลการเคลื่อนที่ หรือหลักการของ Le Chatelier-Brown กล่าวว่า

หากระบบในสภาวะสมดุลได้รับผลกระทบจากปัจจัยภายนอกที่เปลี่ยนแปลงสภาวะสมดุลใดๆ ก็ตาม กระบวนการที่มีเป้าหมายเพื่อชดเชยอิทธิพลภายนอกจะได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นในระบบ

กล่าวอีกนัยหนึ่ง: เมื่อมีแรงภายนอกกระทำต่อระบบ สมดุลจะเปลี่ยนในลักษณะที่จะชดเชยแรงภายนอกนี้

หลักการนี้มีความสำคัญมาก ใช้ได้กับปรากฏการณ์สมดุลใดๆ (ไม่ใช่แค่ปฏิกิริยาเคมี) อย่างไรก็ตาม ตอนนี้เราจะพิจารณาเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมี ในกรณีของปฏิกิริยาเคมี การกระทำจากภายนอกจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในความเข้มข้นของสารที่สมดุล

ปัจจัยหลักสามประการสามารถส่งผลต่อปฏิกิริยาเคมีในสภาวะสมดุล: อุณหภูมิ ความดัน และความเข้มข้นของสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์.

1. อย่างที่คุณทราบ ปฏิกิริยาเคมีจะมาพร้อมกับความร้อน หากปฏิกิริยาโดยตรงเกิดขึ้นด้วยการปลดปล่อยความร้อน (คายความร้อน หรือ + Q) ปฏิกิริยาย้อนกลับจะเกิดขึ้นพร้อมกับการดูดซับความร้อน (ดูดความร้อน หรือ -Q) และในทางกลับกัน ถ้าคุณเลี้ยง อุณหภูมิ ในระบบสมดุลจะเปลี่ยนเพื่อชดเชยการเพิ่มขึ้นนี้ มีเหตุผลว่าด้วยปฏิกิริยาคายความร้อน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นไม่สามารถชดเชยได้ ดังนั้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น สมดุลในระบบจะเปลี่ยนไปสู่การดูดกลืนความร้อน กล่าวคือ ต่อปฏิกิริยาดูดความร้อน (-Q); ด้วยอุณหภูมิที่ลดลง - ในทิศทางของปฏิกิริยาคายความร้อน (+ Q)

2. ในกรณีของปฏิกิริยาสมดุล เมื่อสารอย่างน้อยหนึ่งชนิดอยู่ในเฟสของก๊าซ สมดุลก็จะได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญจากการเปลี่ยนแปลง ความกดดันในระบบ เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ระบบเคมีจะพยายามชดเชยผลกระทบนี้ และเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา ซึ่งปริมาณของสารที่เป็นก๊าซจะลดลง เมื่อความดันลดลง ระบบจะเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา ซึ่งจะเกิดโมเลกุลของสารที่เป็นก๊าซมากขึ้น ดังนั้น: เมื่อความดันเพิ่มขึ้น สมดุลจะเปลี่ยนไปสู่การลดลงของจำนวนโมเลกุลของก๊าซ โดยที่ความดันลดลง - ไปสู่การเพิ่มจำนวนของโมเลกุลของก๊าซ

บันทึก! ระบบที่จำนวนโมเลกุลของก๊าซและผลิตภัณฑ์ของสารตั้งต้นเท่ากันจะไม่ได้รับผลกระทบจากแรงดัน! นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงของความดันในทางปฏิบัติจะไม่ส่งผลกระทบต่อสมดุลในสารละลาย เช่น ในปฏิกิริยาที่ไม่มีแก๊ส

3. นอกจากนี้ สมดุลในระบบเคมียังได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอีกด้วย ความเข้มข้นสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ เมื่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นเพิ่มขึ้น ระบบจะพยายามใช้สารตั้งต้นและเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า เมื่อความเข้มข้นของสารรีเอเจนต์ลดลง ระบบจะพยายามสะสมสารเหล่านั้น และอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับจะเพิ่มขึ้น เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ ระบบจะพยายามใช้ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ให้หมดไป และเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ เมื่อความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ลดลง ระบบเคมีจะเพิ่มอัตราการก่อตัว เช่น อัตราของปฏิกิริยาไปข้างหน้า

หากอยู่ในระบบเคมี อัตราของปฏิกิริยาไปข้างหน้าจะเพิ่มขึ้น ขวา , ต่อการก่อเกิดผลิตภัณฑ์ และ การบริโภคน้ำยา . ถ้า ก อัตราของปฏิกิริยาย้อนกลับเพิ่มขึ้นเราบอกว่าความสมดุลเปลี่ยนไป ไปทางซ้าย , ต่อการบริโภคอาหาร และ เพิ่มความเข้มข้นของน้ำยา .

ตัวอย่างเช่นในปฏิกิริยาการสังเคราะห์แอมโมเนีย:

N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 + Q

ความดันที่เพิ่มขึ้นนำไปสู่การเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา ซึ่งโมเลกุลของก๊าซจำนวนน้อยลงจะเกิดขึ้น เช่น ปฏิกิริยาโดยตรง (จำนวนโมเลกุลของสารตั้งต้นคือ 4, จำนวนโมเลกุลของแก๊สในผลิตภัณฑ์คือ 2) เมื่อความดันเพิ่มขึ้น สมดุลจะเลื่อนไปทางขวา เข้าหาผลิตภัณฑ์ ที่ อุณหภูมิสูงขึ้นความสมดุลจะเปลี่ยนไป ต่อปฏิกิริยาดูดความร้อน, เช่น. ไปทางซ้าย ไปทางรีเอเจนต์ การเพิ่มความเข้มข้นของไนโตรเจนหรือไฮโดรเจนจะเปลี่ยนสมดุลไปสู่การบริโภค เช่น ทางขวาไปทางผลิตภัณฑ์

ตัวเร่ง ไม่กระทบยอดเพราะ เร่งความเร็วทั้งปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับ

พลิกกลับได้ในจลนพลศาสตร์เคมีเรียกปฏิกิริยาดังกล่าวว่าดำเนินการพร้อมกันและเป็นอิสระในสองทิศทาง - ไปข้างหน้าและย้อนกลับ แต่ในอัตราที่ต่างกัน สำหรับปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ เป็นลักษณะเฉพาะที่หลังจากเริ่มต้นไประยะหนึ่ง อัตราของปฏิกิริยาไปข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับจะเท่ากันและสภาวะสมดุลทางเคมีจะเกิดขึ้น

ปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดสามารถย้อนกลับได้ แต่ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ปฏิกิริยาบางอย่างสามารถดำเนินไปในทิศทางเดียวเท่านั้นจนกว่าผลิตภัณฑ์เริ่มต้นจะหายไปเกือบทั้งหมด ปฏิกิริยาดังกล่าวเรียกว่า กลับไม่ได้. โดยปกติแล้ว ปฏิกิริยาจะย้อนกลับไม่ได้โดยผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาอย่างน้อยหนึ่งชนิดถูกกำจัดออกจากบริเวณที่เกิดปฏิกิริยา (ในกรณีของปฏิกิริยาในสารละลาย มันจะตกตะกอนหรือถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของก๊าซ) หรือปฏิกิริยาที่มาพร้อมกับผลบวกจำนวนมาก ผลความร้อน ในกรณีของปฏิกิริยาไอออนิก ปฏิกิริยานี้แทบจะย้อนกลับไม่ได้หากทำให้เกิดสารที่ละลายน้ำได้เล็กน้อยหรือแตกตัวเล็กน้อย

แนวคิดของการย้อนกลับของปฏิกิริยาที่พิจารณาในที่นี้ไม่ตรงกับแนวคิดของการย้อนกลับทางอุณหพลศาสตร์ ปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ทางจลนศาสตร์ในความหมายทางอุณหพลศาสตร์สามารถดำเนินไปอย่างผันกลับไม่ได้ เพื่อให้ปฏิกิริยาถูกเรียกว่าผันกลับได้ในแง่อุณหพลศาสตร์ อัตราของกระบวนการทางตรงจะต้องแตกต่างจากอัตราของกระบวนการย้อนกลับเพียงเล็กน้อย ดังนั้น กระบวนการโดยรวมจึงต้องดำเนินไปอย่างช้าๆ

ในส่วนผสมของแก๊สในอุดมคติและในสารละลายของเหลวในอุดมคติ อัตราของปฏิกิริยาอย่างง่าย (ขั้นตอนเดียว) จะเป็นไปตามนั้น กฎของการกระทำโดยรวม. อัตราของปฏิกิริยาเคมี (1.1) อธิบายได้จากสมการ (1.2) และในกรณีของปฏิกิริยาโดยตรง สามารถแสดงเป็น:

โดยที่ค่าคงที่อัตราของปฏิกิริยาโดยตรง

เช่นนี้ อัตราของปฏิกิริยาย้อนกลับคือ:

อยู่ในภาวะสมดุล ดังนั้น:

สมการนี้แสดงกฎของการกระทำโดยมวลสำหรับสมดุลเคมีในระบบอุดมคติ K - c o n s t a n t a r a v n o v e s และฉัน

ค่าคงที่ของปฏิกิริยาช่วยให้คุณค้นหาองค์ประกอบสมดุลของส่วนผสมของปฏิกิริยาภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด

กฎของมวลของการกระทำสำหรับอัตราการเกิดปฏิกิริยาสามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้

เพื่อให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้น การชนกันของโมเลกุลของสารตั้งต้นเป็นสิ่งที่จำเป็น เช่น โมเลกุลควรเข้าใกล้กันในระยะห่างตามลำดับของขนาดอะตอม ความน่าจะเป็นของการค้นหาในปริมาณเล็กน้อยในช่วงเวลาที่กำหนด ลโมเลกุลของสาร L, m โมเลกุลของสาร M เป็นต้น เป็นสัดส่วนกับ ..... ดังนั้น จำนวนของการชนกันต่อหน่วยปริมาตรต่อหน่วยเวลาจึงเป็นสัดส่วนกับค่านี้ นี่หมายถึงสมการ (1.4)