Химиялық тепе-теңдік: химиялық тепе-теңдік константасы және білдіру жолдары

1885 жылы, француз физигі және химигі Le Chatelier іске қосылды, және 1887 жылы неміс физигі Браун химиялық тепе-теңдік және химиялық тепе-теңдік константасы заңын ақтап, және әр түрлі сыртқы факторлардың әсерінен олардың тәуелділігін зерттеді.

Химиялық тепе-теңдік мәні

Тепе-теңдік - заттар әрқашан қозғалатын білдіреді динамикалық мемлекет. Өнімдер Өнімдер біріктіріледі реагенттер мен реагенттер туралы ыдырайтын. Things қозғалатын, бірақ концентрациялары өзгеріссіз қалады. реакция қос көрсеткісі бар жазылады орнына тең, ол қайтымды екенін көрсету үшін кіріңіз.

классикалық үлгілері

Тіпті өткен ғасырда, химиктер сол қуаты реакцияның бағытын өзгерту мүмкіндігі қамтамасыз белгілі бір заңдар тапты. химиялық реакциялар өтеді қалай білу, зертханалық зерттеу және өнеркәсіптік өндіріс үшін де керемет маңызды болып табылады. Сонымен қатар үлкен маңызы барлығын осы құбылыстардың бақылауға қабілеті болып табылады. Бұл олардың пайдасына оларды пайдалануға, содан кейін, әсіресе қайтымды қатысты, көптеген табиғи процестердің араласуға адам табиғаты. Химиялық реакциялардың білім бақылаулар меңгерген, егер көп пайдалы болады.

дұрыс реакция жылдамдығын есептеу үшін химик пайдаланылатын химия пәні бойынша Әрекеттесуші массалар заңы. Ол кез-келген қандай айқын түсінік береді химиялық процесс , ол тұйық жүйесінде өтеді егер соңына дейін жеткізілді мүмкін емес болады. Молекулалар заттардың қалыптасқан және тұрақты кездейсоқ қозғалыста болады, және жақын арада молекулалар материал бастап қалпына асырылатын кері реакция пайда болуы мүмкін.

Өнеркәсіпте, ең жиі қолданылатын ашық бастапқы жүйесі. Ыдыстар, көлік құралдары, сондай-ақ басқа да контейнерлер, бұғатталмаған химиялық реакциялар. Бұл процестердің барысында жойылуы мүмкін және қажетті өнім реакция пайдасыз өнімдер құтылу қамтамасыз ету болып табылады. Мысалы, көмір, ашық пештерде тұрақты әуе жабдықтау жұмыс ашық типті домна пешінде жасалған цемент пештер өртеп, ал аммиак аммиак үздіксіз жою синтезделген отыр.

Қайтымды және қайтымсыз химиялық реакция,

Атауынан, сіз тиісті анықтамаларды беруге болады: саналады қайтымсыз реакция, оның бағытын өзгерту және қарамастан қысым айырмашылықтар мен температура ауытқуларының алдын ала анықталған жолдары бойындағы ағып жоқ соңына дейін әкелді. Олардың ерекшелігі кейбір өнімдер реакция аясын қалдыра алады факт болып табылады. Осылайша, мысалы, газ (CaCO ₃ = CaO + CO ₂₎ алуға _{болады,} (Cu (NO _{3) 2} + H ₂ S = CUS + 2HNO _3), немесе басқа да қосылыстар тұндыру. жылу үлкен сомасы процесі кезінде босатылған болса, реакция, сондай-ақ, мысалы, қайтымсыз қарастырылады: 4P + 5O ₂ = 2Р ₂ O ₅ + Q.

табиғатта орын барлық дерлік реакциялар қайтымды болып табылады. Қарамастан, мұндай температура мен қысым ретінде сыртқы жағдайлар, іс жүзінде барлық процестер түрлі бағытта бір мезгілде орын алуы мүмкін. химия жаппай әрекет ету заңы ретінде, сіңірілетін жылу мөлшері бір реакция экзотермиялық болса, (реверсінде) екінші эндотермиялық Bude дегенді білдіреді бөлінген санына тең.

Химиялық тепе-теңдік: химиялық тепе-теңдік константасы

Реакция - бұл «етістік» Химия - химиктер тексеріп қызметі. Көптеген реакциялар реагенттер толығымен өзінің бастапқы күйіне оралу үшін ритммен жоқ өнімдер айырбасталады, бұл дегеніміз, аяқтау өтіңіз, содан кейін тоқтату. Кейбір жағдайларда, реакция осындай өзгерістер екі физикалық және химиялық жағу ретінде, шын мәнінде қайтымсыз болып Заттардың қасиеттері. Алайда, артқа шегіну ғана емес мүмкін болатын басқа да көптеген мән-жайлар бар, сонымен қатар үздіксіз үшін, сондай-ақ бірінші реакция өнімдері секундына реагенттер.

реагенттер мен өнімдердің шоғырлануы тұрақты қалатын динамикалық мемлекеттік, тепе-теңдік деп аталады. Ол нақты химикаттарды өндiру құнын төмендетуге ұмтылатын, секторлары қолданылады белгілі бір заңдарға материалдардың мінез-болжауға болады. қолдау немесе ықтимал адамдардың денсаулығына қауіп төндіреді, процестерді түсіну үшін, сондай-ақ, пайдалы химиялық тепе-теңдік түсінігі болып табылады. Химиялық тепе-теңдік константасы иондық күші мен температурасына тәуелді реакция факторы, мәні болып табылады, және шешу, реагенттер мен өнімдердің концентрациясына байланысты емес.

тепе-теңдік константасы есептеу

Бұл саны өлшемсіз болып, яғни бірлік белгілі бір саны бар емес. есептеу әдетте екі реагенттер және екі өнімдері үшін жазылған болса да, ол реакция қатысушылардың кез-келген саны үшін жұмыс істейді. тепе-теңдік константасы есептеу және түсіндіру химиялық реакция гомогенді немесе гетерогенді тепе-теңдік байланысты болуына байланысты. Бұл барлық компоненттері таза сұйықтықтарды немесе газдарды болуы мүмкін жауап дегенді білдіреді. гетерогенді тепе жетеді реакциялар үшін, онда астам бір фаза әдетте, және кем дегенде екі. Мысалы, сұйықтықтар мен газдар немесе қатты және сұйық заттар.

тепе-теңдік константасы

кез келген берілген температурада тепе-теңдік константасы үшін, реакция жүреді, онда температура кез келген бағытта өзгереді, егер тек өзгереді тек бір мән бар. Бұл тепе-теңдік константасы үлкен не кіші болсын негізделген, химиялық реакция туралы кейбір болжамдарды жасауға болады. мән өте үлкен болса, тепе-теңдік оңға реакция құптамай және еді реагенттер артық өнімдер қосылады. Бұл жағдайда реакция «толық» немесе «сандық» деп атауға болады.

Егер The мәні The тепе-теңдік константасы шағын, ол қолайлы реакция үшін The сол, қайда The саны реагенттерге көп болды The өнімдер құрылды. Бұл мән нөлге ұмтылады, онда ол реакция орын жоқ екенін болжауға болады. алға үшін тепе-теңдік константасы құндылықтары мен реакцияларын кері дерлік бірдей болса, реагенттер мен өнімдердің көлемі бірдей дерлік, сондай-ақ болады. реакция бұл түрі қайтымды болып саналады.

реверсивті реакция нақты қарастырайық

сутегі йодид - жаңа зат беруге аралас йод және сутегі сияқты екі химиялық элементтер, алыңыз.

H ₂ + I ₂ = 2HI

V ₂ тікелей реакция, іріктеу жылдамдығы V ₁ барысында - тепе-теңдік константасы - реакция жылдамдығын, К кері. , Келесі өрнекті Әрекеттесуші массалар заңы пайдалану:

V ₁ = K ₁ * C (H ₂₎ * C (I _2),

V ₂ = K ₂ * с ² (HI).

молекулалық йод (I ₂₎ және сутегі (H ₂₎ олардың өзара іс-қимыл басталады араластыру кезінде. Бастапқы кезеңде, осы элементтердің ең жоғары концентрациясы, бірақ барынша жауап соңы жаңа қосылыстардың концентрациясы - сутегі иодида (HI). Тиісінше, түрлі реакция жылдамдықтары болады. басында, олар жай- болады. Сайып келгенде, бұл құндылықтар тең, және ол химиялық тепе-теңдік деп аталады шарты болып табылатын кезде туындайды.

[H _2], [Мен _2], [HI]: өрнек химиялық тепе-теңдік тұрақты, әдетте, жақшада белгіленеді. тең, содан кейін тепе-теңдік жылдамдығы бері:

_^[1, H _2] [I _2] = K ₂ [HI] ² K

сондықтан біз химиялық тепе-теңдік константасы теңдеуін алуға:

₁ / K K ₂ = [HI] ² / [H _2] [I _2] = K.

Le Chatelier-қоңыр принципі

мынадай ереже бар: белгілі бір әсері (мысалы температураны немесе қысым өзгерту арқылы химиялық тепе-теңдік шарттарын өзгерту,) өндіруге тепе-теңдік болып табылады жүйе, егер, баланс ішінара өзгерістердің әсерін қарсы тұру көшеді. химия Сонымен қатар, бұл принцип, сондай-ақ фармакология және экономика салаларында түрлі нысандарын бірқатар қолданылады.

Химиялық тепе-теңдік константасы және білдіру жолдары

тепе-теңдік өрнек өнімдер мен әрекеттесуші заттардың концентрациясының тұрғысынан білдірді мүмкін. сұйықтар мен қатты денелердің концентрациясы өзгерген жоқ, өйткені су және газ тәріздес кезеңдерінде ғана химикаттар, тепе-формула енгізілген. Қандай факторлар химиялық тепе-теңдік әсер етеді? ол таза сұйықтық немесе қатты байланысты болса, ол К = 1 бар деп саналады, және, тиісінше, енді жоғары концентрацияланған ерітінділер қоспағанда, ескерілуі. Мысалы, таза су 1 белсенділігі бар.

Тағы бір мысал көміртегі диоксидінің және қалыптастыру көміртегі тотығы екі молекулалардың реакция кезінде пайда болуы мүмкін қатты көміртек болып табылады. тепе-теңдік әсер етуі мүмкін факторлар, реагент немесе өнімнің (концентрациясы өзгеруі тепе-теңдікті әсер) қосу қамтуы. реагент қосу Өнімнің қосымша нысандары бар тепе химиялық теңдеу оң әкелуі мүмкін. қосу өнім көп нысандары реагенттер болып ретінде, солға тепе-теңдік әкелуі мүмкін.

реакция екі бағытта өтіп жатқан кезде тепе-теңдік, ол реагенттер мен өнімдердің тұрақты арақатынасы бар, жүреді. өнімдер мен реагенттер үлесі тұрақты болып табылады, өйткені, жалпы айтқанда, химиялық тепе-теңдік, статикалық болып табылады. Алайда, жақын көзқарас реакция бірдей жылдамдықпен екі бағытта жылжытады ретінде балансы, шын мәнінде өте динамикалық процесс екенін көрсетеді.

Динамикалық тепе-теңдік тұрақты мемлекеттің маңызды функцияларының үлгісі болып табылады. Қазіргі уақытта байқалады тұрақты күйінде жүйесі үшін, мінез-құлық болашақта жалғастыруда. реакция тепе жетеді рет Сондықтан, реагент және өнім шоғырлану коэффициенті реакция қаражатынан дегенмен, сол қалады.

Ретінде ғана кешенінде туралы айтып?

Мұндай химиялық тепе-теңдік және химиялық тепе-теңдік константасы ретінде ұғымдар, түсінуге өте қиын болып табылады. өмір мысал алайық. Сіз бір кездері екі қала арасындағы көпір кептеліп, және сіз үмітсіз кептелісте тұрып жатқанда, осы басқа бағытта қозғалысы бірқалыпты және өлшенген фактісі назар аударады алу ма? Бұл жақсы емес.

Ал егер машина өлшенеді және екі жағында бірдей жылдамдықпен көшіп? Ол тұрақты екі қалаларында көліктердің санына қалды? Кезде екі қалаларында кіру және шығу жылдамдығы бірдей, бірақ әр қалада көліктердің саны бүкіл процесі динамикалық тепе-теңдік болып табылады, бұл дегеніміз, уақыт өте келе тұрақты.