Обратимые и необратимые реакции.Химическое равновесие.Кнстанта равновесия.принцип Ле-Шателье

Обратимые и необратимые реакции.типы реакций химических. Реакцию называют обратимой, если её направление зависит от концентраций веществ — участников реакции. Например, в случае гетерогенно-каталитической реакции N2 + 3H2 = 2NH3

    при малой концентрации аммиака в газовой смеси и больших концентрациях азота и водорода происходит образование аммиака; напротив, при большой концентрации аммиака он разлагается, реакция идёт в обратном направлении. По завершении обратимой реакции, т. е. при достижении равновесия химического, система содержит как исходные вещества, так и продукты реакции. Реакцию называют необратимой, если она может происходить только в одном направлении и завершается полным превращением исходных веществ в продукты; пример — разложение взрывчатых веществ. Одна и та же реакция в зависимости от условий (от температуры, давления) может быть существенно обратима или практически необратима.

    Простая обратимая реакция состоит из двух происходящих одновременно элементарных реакций, которые отличаются одна от другой лишь направлением химического превращения. Направление доступной непосредственному наблюдению итоговой реакции определяется тем, какая из этих взаимно-обратных реакций имеет большую скорость. Например, простая реакция

    N2O4 ⇔ 2NO2 (2)

    складывается из элементарных реакций

    N2O4 →2NO2 и 2NO2 →N2O4.

    Для обратимости сложной (многостадийной) реакции, например реакции, необходимо, чтобы были обратимы все составляющие её стадии.

 

Положение химического равновесия зависит от следующих парамктров реакции: температуры, давления и концентрации. Влияние, которое оказывают эти факторы на химическую реакцию, подчиняются закономерности, которая была высказана в общем виде в 1884 году французским ученым Ле-Шателье. Современная формулировка принципа Ле-Шателье такова:Если на систему,находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие, то система перейдет в другое состояние так, чтобы уменьшить эффект внешнего воздействия.

1. Влияние температуры. В каждой обратимой реакции одно из направлений отвечает экзотермическому процессу, а другое - эндотермическому. N2 + 3H2 2NH3 + Q

Прямая реакция - экзотермическая, а обратная реакция - эндотермическая. Влияние изменения температуры на положение химического равновесия подчиняется следующим правилам:

При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры - в направлении экзотермической реакции.

2. Влияние давления. Во всех реакциях с участием газообразных веществ, сопровождающихся изменением объема за счет изменения количества вещества при переоходе от исходных веществ к продуктам, на положение равновесия влияет давление в системе.

Влияние давления на положение равновесия подчиняется следующим правилам:

При повышении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ (исходных или продуктов) с меньшим объемом;

при понижении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ с большим объемом

При повышении концентрации одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции;

при повышении концентрации одного из продуктов реакции равновесие сдвигается в направлении образования исходных веществ.

Растворы.Химическая теория растворов Менделеева.Гидраты и сольваты.Концентрация растворовв и способы ее выражения.насыщенние,ненасыщенные и пересыщенные растворы.Растворимость.Влияние температуры и давления на растворимость твердых,жидких и газообразных в-в в жидкости

 Растворы - однородная многокомпонентная система, состоящая из

растворителя, растворённых веществ и продуктов их взаимодействия.

Растворы не отстаиваются и сохранятся все время однородными.Эти

вещества в воде раздроблены до наиболее мелких частиц – молекул. Молекулы

могут опять собраться в кристаллы только тогда, когда мы выпарим воду.

Таким образом, растворы – это молекулярные смеси.

По агрегатному состоянию растворы могут быть жидкими (морская вода),

газообразными (воздух) или твёрдыми (многие сплавы металлов).

Любой раствор состоит из растворителя и растворенного вещества. В

приведенных примерах растворителем является вода. Но не всегда обязательно

вода является растворителем. Например, можно получить раствор воды в серной

кислоте. Здесь растворителем будет кислота. Можно приготовить и растворы

кислоты в воде.

 

СОЛЬВАТЫ, продукты присоединения растворителя к растворенным веществам. Частный случай СОЛЬВАТЫ-гидраты (растворитель-вода). Обычно СОЛЬВАТЫ образуются в растворе, но нередко (при охлаждении раствора, испарении растворителя и др.) может быть получены в виде кристаллич. фаз-кристаллосольватов. Например, из раствора LiCl в метаноле и в жидком NH3 кристаллизуются соответственно LiCl•4CH3OH и LiCl•5NH3. В структуре кристалло-сольватов солей молекулы растворителя обычно группируются вокруг катиона, удерживающего их в результате образования донорно-акцепторной связи. Поэтому многие СОЛЬВАТЫ можно рассматривать как координац. соединение-сольватокомплексы.

Образование СОЛЬВАТЫ существенно влияет на свойства растворов. Например, ярко-синий раствор СоСl2 в изоамиловом спирте при смешении с водой становится розовым вследствие превращения при действии воды сольватир. иона Со2+ , координирующего 4 молекулы изоамилового спирта, в гидратир. ион [Со(Н2О)6]2+.

Насыщенный раствор — раствор, в котором растворённое вещество при данных условиях достигло максимальной концентрации и больше не растворяется. Осадок данного вещества находится в равновесном состоянии с веществом в растворе.

Ненасыщенный раствор — раствор, в котором концентрация растворенного вещества меньше, чем в насыщенном растворе, и в котором при данных условиях можно растворить еще некоторое его количество.

Пересыщенный раствор — раствор, содержащий при данных условиях больше растворённого вещества, чем в насыщенном растворе, избыток вещества легко выпадает в осадок. Обычно пересыщенный раствор получают охлаждением раствора, насыщенного при более высокой температуре (пересыщение).

 

Растворимость — способность вещества образовывать с другими веществами однородные системы — растворы, в которых вещество находится в виде отдельных атомов, ионов, молекул или частиц. Растворимость выражается концентрацией растворённого вещества в его насыщенном растворе либо в процентах, либо в весовых или объёмных единицах. Растворимость газов в жидкости зависит от температуры и давления. Растворимость жидких и твёрдых веществ — практически только от температуры.

 

Растворимость газов в жидкостях зависит от ряда факторов: природы газа и жидкости, давления, температуры, концентрации растворенных в жидкости веществ (особенно сильно влияет на растворимость газов концентрация электролитов).

Наибольшее влияние на растворимость газов в жидкостях оказывает природа веществ.

Растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна его давлению над жидкостью.

Здесь С – концентрация раствора газа в жидкости, k – коэффициент пропорциональности, зависящий от природы газа. Закон Генри – Дальтона справедлив только для разбавленных растворов при малых давлениях, когда газы можно считать идеальными. Газы, способные к специфическому взаимодействию с растворителем, данному закону не подчиняются.

Растворимость газов в жидкостях существенно зависит от температуры.

Как правило, при растворении газа в жидкости выделяется теплота (λ < 0), поэтому с повышением температуры растворимость уменьшается. Растворимость газов в жидкости сильно зависит от концентрации других растворенных веществ.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: