Химическая кинетика. Химическое равновесие. Правило Ле Шателье-Брауна

Характер смещения под влиянием внешних воздействий можно прогнозировать, применяя принцип Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии оказывается воздействие извне, то равнове­сие в системе смещается так, чтобы ослабить внешнее воздействие.

1. Влияние концентраций:

Повышение концентрации одного из реагирующих веществ смещает равновесие в сторону расходования вещества. Понижение концентра­ции - в сторону образования вещества.

2. Влияние температуры:

Повышение температуры смещает равновесие в сторону реакции, идущей с поглощением теплоты (эндотермической), а понижение температуры смещает равновесие в сторону реакции, идущей с выде­лением теплоты (экзотермической).

3. Влияние давления:

Повышение давления смещает равновесие в сторону реакции, идущей с уменьшением объема и, наоборот, понижение давления - в сторону реакции, идущей с увеличением объема.

Пример 1: Как сместится химическое равновесие при синтезе ам­миака в экзотермической реакции?

Решение: При повышении температуры в экзотермической реак­ции

реакция протекает с выделением теплоты, равновесие должно сдви­гаться влево (в сторону исходных веществ).

Скорость реакции:

При увеличении давления в три раза концентрация веществ увеличивается также в три раза:

Такое изменение концентрации увеличивает скорость прямой ре­акции в 81 раз, а обратное в 9 раз, т.е. при увеличении давления в три раза состояние равновесия достигается быстрее в 81 : 9 = 9 раз. В левой части уравнения участвуют 3+1=4 моль вещества, а в правой части уравнения получается 2 моль, поэтому увеличение давления приводит к повышению выхода целевого продукта, что подтверждает принцип Ле Шателье.

Фазовые равновесия.

Равновесие процесса перехода одной фазы в другую без изменения химического состава называется фазовым равновесием. Примерами фазового равновесия могут быть следующие процессы:

		испарение

Для фазового равновесия соблюдается принцип Ле Шателье.

При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермического процесса, например, плавления и испарения. С увеличением давления равновесие смещается в сторону процессов, при которых газ или пар превращаются в жидкое или твёрдое состояние.

Правило фаз.

Сформулировано Дж. Гиббсом. Число степеней свободы C, фаз Ф, независимых компонентов К и внешних условий н, влияющих на равновесие, взаимосвязаны соотношением:

C + Ф = К + н

2.4. Механизм химической реакций. Цепные реакции. Фотохимические процессы. Гомогенный и гетерогенный катализ. Автокатализ. Ферментативный катализ. Каталитические яды. Колебательные реакции.