تغییر تعادل تحت تأثیر عوامل مختلف. واکنش های شیمیایی برگشت پذیر و غیر قابل برگشت

از نظر شیمیایی واکنش های برگشت ناپذیر در این شرایط آنها تقریباً به پایان می رسند، تا زمانی که مصرف کامل یکی از واکنش دهنده ها (NH4NO3 → 2H2O + N2O - عدم تلاش برای به دست آوردن نیترات از H2O و N2O منجر به نتیجه مثبت می شود).

از نظر شیمیایی واکنش های برگشت پذیر به طور همزمان تحت این شرایط هم در جهت جلو و هم در جهت مخالف حرکت کنید. واکنش های برگشت ناپذیر کمتری نسبت به واکنش های برگشت پذیر وجود دارد. نمونه ای از واکنش های برگشت پذیر، برهمکنش هیدروژن با ید است.

پس از مدتی ، سرعت تشکیل HI برابر با سرعت تجزیه آن می شود.

به عبارت دیگر، تعادل شیمیایی خواهد آمد.

تعادل شیمیاییحالتی از سیستم است که در آن سرعت تشکیل محصولات واکنش برابر با سرعت تبدیل آنها به معرف های اولیه است.

تعادل شیمیایی پویا است، یعنی برقراری آن به معنای خاتمه واکنش نیست.

قانون اقدام جمعی:

جرم موادی که وارد واکنش شده اند برابر با جرم تمام محصولات واکنش است.

قانون توده های فعالنسبت بین جرم واکنش‌دهنده‌ها را در واکنش‌های شیمیایی در حالت تعادل و همچنین وابستگی سرعت واکنش شیمیایی به غلظت مواد اولیه را تعیین می‌کند.

علائم تعادل شیمیایی واقعی:

1. وضعیت سیستم در طول زمان بدون تأثیرات خارجی بدون تغییر باقی می ماند.

2. وضعیت سیستم تحت تأثیر تأثیرات خارجی هر چقدر هم که کوچک باشند تغییر می کند.

3. وضعیت سیستم بستگی به این ندارد که از کدام طرف به تعادل برسد.

هنگامی که تعادل برقرار می شود ، محصول غلظت محصولات واکنش تقسیم بر حاصلضرب غلظت مواد اولیه ، در قدرتهای برابر ضرایب استوکیومتری مربوطه ، برای یک واکنش معین در دمای معین ، ثابتی به نام ثابت تعادل است. به

غلظت واکنش دهنده ها در حالت پایدار را غلظت تعادل می گویند.

در مورد واکنش‌های برگشت‌پذیر ناهمگن، بیان Kc فقط شامل غلظت‌های تعادلی مواد گازی و محلول می‌شود. بنابراین، برای واکنش CaCO3 ↔ CaO + CO2

در شرایط خارجی بدون تغییر، موقعیت تعادل به طور نامحدود باقی می ماند. هنگامی که شرایط خارجی تغییر می کند، موقعیت تعادل می تواند تغییر کند. تغییر دما ، غلظت معرف ها (فشار برای مواد گازی) منجر به نقض برابری سرعت واکنش های مستقیم و معکوس و بر این اساس ، عدم تعادل می شود. پس از مدتی، برابری سرعت ها بازیابی می شود. اما غلظت تعادل معرفها در شرایط جدید متفاوت خواهد بود. انتقال یک سیستم از یک حالت تعادل به حالت دیگر نامیده می شود تغییر یا تغییر تعادل ... تعادل شیمیایی را می توان با موقعیت یک تیر تعادل مقایسه کرد. درست همانطور که از فشار بار روی یکی از فنجان ها تغییر می کند ، تعادل شیمیایی بسته به شرایط فرآیند می تواند به سمت واکنش پیش رو یا معکوس تغییر کند. هر بار که تعادل جدیدی برقرار می شود ، مطابق با شرایط جدید.

مقدار عددی یک ثابت معمولاً با دما تغییر می کند. در دمای ثابت، مقادیر Kc به فشار، حجم یا غلظت مواد بستگی ندارد.

با دانستن مقدار عددی Kc ، می توان مقادیر غلظت تعادل یا فشار هر یک از شرکت کنندگان در واکنش را محاسبه کرد.

جهت جابجایی تعادل شیمیایی در نتیجه تغییر شرایط خارجی مشخص می شود اصل لو شاتلیه:

اگر تأثیر خارجی بر سیستم تعادل اعمال شود، آنگاه تعادل در جهت مخالف این تأثیر تغییر می کند.

انحلال به عنوان یک فرآیند فیزیکوشیمیایی حل و فصل. حل می شود. خواص ویژه آب به عنوان حلال هیدراته هیدرات های کریستالی حلالیت مواد. انحلال مواد جامد، مایع و گاز. تأثیر دما، فشار و ماهیت مواد بر حلالیت. روش‌های بیان ترکیب محلول‌ها: کسر جرمی، غلظت مولی، غلظت معادل و کسر مولی.

دو نظریه اصلی در مورد راه حل ها وجود دارد: فیزیکی و شیمیایی.

نظریه فیزیکی راه حل هاتوسط برندگان جایزه نوبل، هلندی J. Van't Hoff (1885) و فیزیکدان و شیمیدان سوئدی S. Arrhenius (1883) پیشنهاد شد. حلال به عنوان یک محیط شیمیایی بی اثر در نظر گرفته می شود که در آن ذرات (مولکول ها ، یون ها) یک املاح به طور مساوی توزیع می شوند. فرض بر این است که هیچ کنش متقابل بین مولکولی ، هم بین ذرات محلول و هم بین مولکولهای حلال و ذرات محلول وجود ندارد. ذرات حلال و املاح به دلیل انتشار به طور مساوی در حجم محلول توزیع می شوند. متعاقباً معلوم شد که نظریه فیزیکی به طور رضایت بخشی ماهیت تنها گروه کوچکی از محلول ها را توصیف می کند ، به اصطلاح محلول های ایده آل ، که در آنها ذرات حلال و املاح واقعاً با یکدیگر تعامل ندارند. بسیاری از محلول های گاز نمونه هایی از محلول های ایده آل هستند.

نظریه شیمیایی (یا حلال‌سازی) محلول‌هاپیشنهاد شده توسط D.I. مندلیف (1887). او برای اولین بار با استفاده از مواد آزمایشی عظیم نشان داد که برهمکنش شیمیایی بین ذرات یک املاح و مولکول های حلال رخ می دهد که در نتیجه آن ترکیبات ناپایدار با ترکیب متغیر به نام حل شده ها یا هیدرات ها ( اگر حلال آب باشد). DI. مندلیف یک محلول را به عنوان یک سیستم شیمیایی تعریف کرد، همه اشکال تعاملی که در آن با ماهیت شیمیایی حلال و مواد در حال حل شدن مرتبط است. نقش اصلی در آموزش و پرورش حل شده ها نیروهای بین مولکولی شکننده و پیوندهای هیدروژنی بازی می کنند.

فرآیند انحلالنمی توان با یک مدل فیزیکی ساده نشان داد ، به عنوان مثال ، توزیع آماری یک املاح در یک حلال در نتیجه انتشار. معمولاً با یک مورد قابل توجه همراه است اثر حرارتی و تغییر حجم محلول ، به دلیل تخریب ساختار املاح و برهم کنش ذرات حلال با ذرات املاح. هر دوی این فرایندها با اثرات پر انرژی همراه هستند. برای تخریب ساختار املاح، لازم است مصرف انرژی ، در حالی که برهمکنش ذرات حلال و املاح با آزاد شدن انرژی همراه است. بسته به نسبت این اثرات ، فرآیند انحلال می تواند گرمازا یا گرمازا باشد.

هنگامی که سولفات مس حل می شود، وجود هیدرات ها را می توان به راحتی با تغییر رنگ تشخیص داد: نمک سفید بی آب که در آب حل می شود، یک محلول آبی تشکیل می دهد. گاهی آب هیدراته محکم به املاح متصل می شود و هنگامی که از محلول آزاد می شود، بخشی از بلورهای آن است. مواد کریستالی حاوی آب، هیدرات کریستالی نامیده می شود و آب موجود در ساختار این گونه بلورها را آب تبلور می گویند. ترکیب هیدرات های کریستالی فرمول یک ماده را تعیین می کند که تعداد مولکول های آب تبلور در هر یک مولکول را نشان می دهد. بنابراین، فرمول هیدرات کریستالی سولفات مس (سولفات مس) CuSO4 × 5H2O است. حفظ ویژگی رنگ محلول های مربوطه توسط هیدرات های کریستالی به عنوان شواهد مستقیمی از وجود کمپلکس های هیدرات مشابه در محلول ها عمل می کند. رنگ هیدرات کریستالی به تعداد مولکول های آب متبلور بستگی دارد.

راه های مختلفی برای بیان ترکیب یک محلول وجود دارد.... بیشتر استفاده می شود کسر جرمی حل شونده غلظت مولی و نرمال

به طور کلی، غلظت را می توان به صورت تعداد ذرات در واحد حجم یا به عنوان نسبت تعداد ذرات یک گونه معین به تعداد کل ذرات در محلول بیان کرد. مقدار املاح و حلال بر حسب واحد جرم، حجم یا بر حسب مول اندازه گیری می شود. بطور کلی، غلظت محلول مقدار یک املاح در یک سیستم متراکم (مخلوط، آلیاژ یا در حجم معینی از محلول) است. روش‌های مختلفی برای بیان غلظت محلول‌ها وجود دارد که هر کدام در زمینه خاصی از علم و فناوری کاربرد غالب دارند. معمولاً ترکیب محلول ها با استفاده از مقادیر بدون بعد (جرم و کسر مولی) و ابعاد (غلظت مولی یک ماده، غلظت مولی یک ماده - معادل و مولالیته) بیان می شود.

کسر جرمی- مقداری برابر با نسبت جرم ماده حل شده (m1) به جرم کل محلول (m).

فیلم آموزشی 2: تغییر تعادل شیمیایی

سخنرانی: واکنش های شیمیایی برگشت پذیر و غیر قابل برگشت تعادل شیمیایی. جابجایی تعادل شیمیایی تحت تأثیر عوامل مختلف

در درس قبل یاد گرفتید که سرعت واکنش شیمیایی چقدر است و چه عواملی بر آن تأثیر می گذارد. در این درس ، نحوه بررسی این واکنش ها را در نظر خواهیم گرفت. این بستگی به رفتار مواد اولیه شرکت کننده در واکنش - معرف ها دارد. اگر آنها کاملاً به مواد نهایی - محصولات تبدیل شوند ، واکنش برگشت ناپذیر است. خوب، اگر محصولات نهایی دوباره به مواد اولیه تبدیل شوند، واکنش برگشت پذیر است. با در نظر گرفتن این موضوع، تعاریف را بیان می کنیم:

واکنش برگشت پذیر- این یک واکنش قطعی است که تحت شرایط یکسان در جهت جلو و معکوس انجام می شود.

به یاد داشته باشید، در درس های شیمی یک مثال گویا از واکنش برگشت پذیر برای تولید اسید کربنیک به شما نشان داده شد:

CO 2 + H 2 O<->H 2 CO 3

واکنش برگشت ناپذیریک واکنش شیمیایی خاص است که در یک جهت خاص پیش می رود.

یک مثال واکنش احتراق فسفر است: 4P + 5O 2 → 2P 2 O 5

یکی از شواهد برگشت ناپذیری واکنش، رسوب یک رسوب یا تکامل گاز است.

هنگامی که سرعت واکنش های رو به جلو و معکوس برابر است، تعادل شیمیایی.

یعنی در واکنش های برگشت پذیر، مخلوط های تعادلی از معرف ها و فرآورده ها تشکیل می شود. بیایید با یک مثال ببینیم که چگونه تعادل شیمیایی تشکیل می شود. بیایید واکنش تشکیل یدید هیدروژن را در نظر بگیریم:

H 2 (g) + I 2 (g)<->2HI (گرم)

ما می توانیم مخلوطی از هیدروژن گازی و ید یا یدید آماده را گرم کنیم، نتیجه در هر دو حالت یکسان خواهد بود: تشکیل مخلوط تعادلی از سه ماده H 2، I 2، HI.

در همان ابتدای واکنش، قبل از تشکیل یدید هیدروژن، یک واکنش مستقیم با سرعت ( v NS). آن را با معادله جنبشی بیان می کنیم v pr = k 1، که k 1 ثابت سرعت واکنش مستقیم است. محصول HI به تدریج تشکیل می شود که در همان شرایط شروع به تجزیه به H 2 و I 2 می کند. معادله این فرآیند به صورت زیر است: v arr = k 2 2، که در آن v obr نرخ واکنش معکوس است ، k2 ثابت سرعت واکنش معکوس است. لحظه HI برای تراز کردن کافی است vدر v arr، تعادل شیمیایی رخ می دهد. مقدار مواد در حالت تعادل ، در مورد ما H2 ، I 2 و HI است ، با گذشت زمان تغییر نمی کند ، اما تنها در صورت عدم تأثیر خارجی. از موارد فوق بر می آید که تعادل شیمیایی پویا است. در واکنش ما ، هیدروژن یدید یا تشکیل می شود یا مصرف می شود.

به یاد داشته باشید، تغییر شرایط واکنش، تعادل را در جهت درست حرکت می دهد. اگر غلظت ید یا هیدروژن را افزایش دهیم، v pr ، یک تغییر به سمت راست وجود خواهد داشت ، یدید هیدروژن بیشتری تشکیل می شود. اگر غلظت هیدروژن یدید را افزایش دهیم ، v arr ، و تغییر به چپ خواهد بود. ما می‌توانیم معرف‌ها و محصولات بیشتری/کمتری دریافت کنیم.

بنابراین ، تعادل شیمیایی تمایل به مقاومت در برابر تأثیرات خارجی دارد. افزودن H2 یا I2 در نهایت منجر به افزایش مصرف آنها و افزایش HI می شود. و بالعکس. این فرآیند در علم نامیده می شود اصل لو شاتلیه... در آن آمده است:

اگر سیستمی که در تعادل پایدار قرار دارد از بیرون تحت تأثیر قرار گیرد (تغییر دما، فشار یا غلظت)، آنگاه تغییری در جهت فرآیندی که این اثر را تضعیف می کند، وجود خواهد داشت.

به یاد داشته باشید، کاتالیزور قادر به تغییر تعادل نیست. او فقط می تواند پیشروی خود را تسریع بخشد.

تغییر در تمرکز ... در بالا، ما بررسی کردیم که چگونه این عامل تعادل را در جهت رو به جلو یا در جهت مخالف تغییر می دهد. اگر غلظت واکنش دهنده ها افزایش یابد، تعادل به سمتی که این ماده مصرف می شود تغییر می کند. اگر غلظت را کاهش دهید، به سمتی که این ماده تشکیل شده است منتقل می شود. به یاد داشته باشید که واکنش برگشت پذیر است و بسته به اینکه کدام واکنش را در نظر می گیریم (مستقیم یا معکوس) مواد واکنش دهنده می توانند هم در سمت راست و هم در سمت چپ باشند.

نفوذt ... رشد آن باعث تغییر در تعادل به سمت واکنش گرماگیر (- Q) و کاهش به سمت واکنش گرمازا (+ Q) می شود. معادلات واکنش نشان دهنده اثر حرارتی یک واکنش مستقیم است. اثر حرارتی واکنش معکوس مخالف آن است. این قانون فقط برای واکنش هایی با اثر حرارتی مناسب است. اگر وجود نداشته باشد، t قادر به تغییر تعادل نیست، اما افزایش آن روند ظهور تعادل را تسریع می کند.

تاثیر فشار ... این عامل را می توان در واکنش های مربوط به مواد گازی استفاده کرد. اگر مول های گاز برابر با صفر باشد، تغییری ایجاد نمی شود. با افزایش فشار، تعادل به سمت حجم های کوچکتر تغییر می کند. با کاهش فشار، تعادل به سمت حجم های بزرگتر تغییر می کند. حجم - ما به ضرایب مقابل مواد گازی در معادله واکنش نگاه می کنیم.

واکنش های برگشت پذیر - واکنش هایی که به طور همزمان در دو جهت مخالف انجام می شوند.

واکنشهای برگشت ناپذیر واکنشهایی هستند که در آنها مواد گرفته شده به طور کامل به محصولات واکنشی تبدیل می شوند که در شرایط معین با یکدیگر واکنش نشان نمی دهند ، به عنوان مثال تجزیه مواد منفجره ، احتراق هیدروکربنها ، تشکیل ترکیبات کم تفکیک ، بارش ، تشکیل مواد گازی

32. تعادل شیمیایی. اصل لو شاتلیه

تعادل شیمیایی حالتی از یک سیستم شیمیایی است که در آن یک یا چند واکنش شیمیایی به صورت برگشت پذیر انجام می شود و سرعت هر جفت واکنش رو به جلو- معکوس با یکدیگر برابر است. برای یک سیستم در تعادل شیمیایی، غلظت معرف‌ها، دما و سایر پارامترهای سیستم در طول زمان تغییر نمی‌کند.

33. اصل لو شاتلیه. شرایط تغییر تعادل شیمیایی

اصل لو شاتلیه: اگر تأثیر خارجی بر سیستمی در حالت تعادل اعمال شود، آنگاه تعادل در جهت تضعیف تأثیر خارجی تغییر می کند.

عوامل م equثر بر تعادل شیمیایی:

1) دما

با افزایش دما، تعادل شیمیایی به سمت واکنش گرماگیر (جذب) و با کاهش در جهت واکنش گرمازا (رهاسازی) تغییر می کند.

CaCO 3 = CaO + CO 2 -Q t →، t ↓ ←

N 2 + 3H 2 ↔2NH 3 + Q t ←، t ↓ →

2) فشار

با افزایش فشار، تعادل شیمیایی به سمت حجم کمتری از مواد و با کاهش در جهت حجم بیشتر تغییر می‌کند. این اصل فقط در مورد گازها صدق می کند، یعنی. اگر جامدات در واکنش دخالت داشته باشند، آنها را در نظر نمی گیرند.

CaCO 3 = CaO + CO 2 P ←, P ↓ →

1 مول = 1 مول + 1 مول

3) غلظت مواد اولیه و محصولات واکنش

با افزایش غلظت یکی از مواد اولیه ، تعادل شیمیایی به سمت محصولات واکنش و با کاهش غلظت محصولات واکنش به سمت مواد اولیه تغییر می کند.

S 2 + 2O 2 = 2SO 2 [S]، [O] →، ←

کاتالیزورها بر تغییر تعادل شیمیایی تاثیری ندارند!

پایان کار -

این مبحث متعلق به بخشی است:

مفاهیم اولیه شیمی

شیمی علم مواد و قوانین تبدیل آنهاست.موضوع مطالعه شیمی عناصر شیمیایی و ترکیبات آنها عناصر شیمیایی است که نوعی اتم نامیده می شود.. قانون.. ترتیب پر شدن اوربیتال ها با الکترون..

اگر به مطالب اضافی در مورد این موضوع نیاز دارید، یا آنچه را که به دنبال آن بودید پیدا نکردید، توصیه می کنیم از جستجو در پایگاه کارهای ما استفاده کنید:

با مطالب دریافتی چه خواهیم کرد:

اگر این مطالب برای شما مفید بود، می توانید آن را در صفحه خود در شبکه های اجتماعی ذخیره کنید:

تمامی موضوعات این بخش:

قانون معادل ها
مواد در مقادیری متناسب با معادل های خود با یکدیگر برهم کنش دارند. m (a) / m (b) = E (a) / E (b). معادل یک ذره واقعی یا شرطی یک ماده است که معادل یک یون است

ابر الکترود. اعداد کوانتومی
ابر الکترونی یک مدل بصری است که توزیع چگالی الکترون را در یک اتم یا مولکول منعکس می کند. برای توصیف رفتار یک الکترون در یک اتم، اعداد کوانتومی معرفی شده اند: فصل

مدل مکانیکی کوانتومی ساختار اتم
CMM بر اساس نظریه کوانتومی اتم است که بر اساس آن الکترون هم خواص یک ذره و هم خواص یک موج را دارد. به عبارت دیگر، مکان الکترون در یک نقطه مشخص می تواند باشد

قانون تناوبی و نظام تناوبی D.I. مندلیف
کشف قانون تناوبی D.I. مندلیف قانون تناوبی توسط D.I. مندلیف در جریان کار بر روی متن کتاب درسی "مبانی شیمی"، زمانی که با مشکلاتی مواجه شد.

ترکیبات غیر آلی
اسیدها مواد شیمیایی پیچیده ای هستند. ترکیبات متشکل از یون H و یک باقیمانده اسیدی. آنها به یک تکه و چند تکه، حاوی اکسیژن و بدون اکسیژن تقسیم می شوند. پایه ها sl هستند

نمک ها و مواد شیمیایی آنها خواص
نمک ها دسته ای از ترکیبات شیمیایی هستند که از کاتیون ها و آنیون ها تشکیل شده اند. خواص شیمیایی توسط خواص کاتیون ها و آنیون هایی که ترکیب آنها را تشکیل می دهند تعیین می شود. نمک ها با k تعامل دارند

پیوند کووالانسی. اشباع و تمرکز
پیوند کووالانسی یک ماده شیمیایی است. ارتباط بین اتم ها، توسط الکترون های مشترک انجام می شود. کاو ارتباط قطبی و غیر قطبی است. پوشش غیر قطبی اسم رابطه در مولکول هایی که هر هسته یک اتم با

مفاد اصلی نظریه VS. هیبریداسیون
مفاد اصلی نظریه VS: الف) پیوند شیمیایی بین دو اتم در نتیجه همپوشانی AO با تصویر بوجود می آید. جفت های الکترونیکی ب) اتم هایی که وارد ماده شیمیایی می شوند. ارتباط، تبادل

پیوند هیدروژنی
پیوند هیدروژنی شکلی از ارتباط بین یک اتم الکترونگاتیو و یک اتم هیدروژن H است که به صورت کووالانسی به یک اتم الکترونگاتیو دیگر متصل شده است. به عنوان اتم های الکترونگاتیو، می توانید

پیوند دهنده-پذیرنده. ترکیبات پیچیده
تصویر مکانیزم پیوند کووالانسی ناشی از دو الکترون یک اتم (اهدا کننده) و مدار آزاد اتم دیگر (پذیرنده) نامیده می شود. اهدا کننده - پذیرنده ترکیبات پیچیده یک اتصال هستند

ترکیبات پیچیده پیوند شیمیایی در یک ترکیب پیچیده
ترکیب پیچیده - یک ماده شیمیایی که حاوی ذرات پیچیده است. شیمی. پیوند - در ترکیبات پیچیده کریستالی با کمپلکس های باردار، پیوند بین کمپلکس و در

تفکیک ترکیبات پیچیده ثابت پایداری یون های پیچیده
تفکیک ترکیب پیچیده دو مرحله را طی می کند: الف) تفکیک به یون های پیچیده و ساده با حفظ کره داخلی مجتمع و ب) تفکیک کره داخلی، رانش.

قانون اول ترمودینامیک. قانون هس
1st start t/d: در هر فرآیندی، تغییر انرژی داخلی U سیستم برابر است با مجموع مقدار حرارت منتقل شده و کار کامل. ΔU = Q - W اگر سیستم در

قوانین 1 و 2 ترمودینامیک محاسبه اثرات حرارتی واکنش های شیمیایی
فرمول I قانون t / d: انرژی ایجاد یا از بین نمی رود، بلکه فقط به نسبت معادل از شکلی به شکل دیگر منتقل می شود. فرمول بندی قانون دوم d / d: در یک سیستم ایزوله

قانون هس و پیامدهای آن
قانون هس: گرمای یک واکنش شیمیایی برابر است با مجموع گرمای هر سری از واکنش های متوالی با همان مواد اولیه و محصولات نهایی. در محاسبات از پیامدهای قانون استفاده می شود

مفهوم حالت استاندارد و گرمای استاندارد تشکیل. محاسبه اثرات حرارتی واکنشهای شیمیایی
حالت های استاندارد - در ترمودینامیک شیمیایی، حالت های پذیرفته شده مشروط مواد و اجزای محلول ها هنگام ارزیابی مقادیر ترمودینامیکی. تحت گرمای استاندارد

انرژی رایگان گیبس جهت یک واکنش شیمیایی
انرژی آزاد گیبس (یا به سادگی انرژی گیبس، یا پتانسیل گیبس، یا پتانسیل ترمودینامیکی به معنای محدود) کمیتی است که تغییر انرژی را در طی یک واکنش شیمیایی نشان می دهد.

سرعت واکنش شیمیایی قانون اقدام جمعی
سینتیک شیمیایی شاخه ای از شیمی است که سرعت واکنش های شیمیایی و مکانیسم واکنش های شیمیایی را مطالعه می کند. سرعت واکنش شیمیایی - تعداد برخوردهای مطلوب مکرر

معادله آرنیوس. مفهوم انرژی فعال سازی
lnk = lnA-Ea / 2.3RT انرژی فعال سازی - حداقل انرژی که ذرات باید داشته باشند تا وارد برهمکنش شیمیایی شوند.

کاتالیزورها کاتالیز همگن و ناهمگن
کاتالیزور ماده ای است که سرعت یک واکنش شیمیایی را تغییر می دهد، اما وارد برهمکنش شیمیایی نمی شود و در پایان واکنش به شکل خالص خود حذف می شود. فرآیند تسریع واکنش در حضور

خواص جمعی محلول ها
خواص تجمعی محلول ها آن دسته از خواصی هستند که در شرایط معین، برابر و مستقل از ماهیت شیمیایی ماده محلول هستند. خواص محلول هایی که بستگی دارند

قوانین رائول نقطه جوش و انجماد محلول ها
بخار در حالت تعادل با مایع اشباع نامیده می شود. فشار چنین بخاری بر روی یک حلال خالص (p0) فشار یا فشار بخار اشباع شده pa خالص نامیده می شود.

اسمز و فشار اسمزی
انتشار فرآیند نفوذ متقابل مولکول ها است. اسمز فرآیند انتشار یک طرفه از طریق غشای نیمه تراوا از مولکول های حلال به سمت غلظت بالاتر محلول است.

انحلال گازها در مایعات. قانون هنری
حلالیت مواد تحت تأثیر دما و فشار است. تأثیر آنها بر تعادل در محلول از اصل Le Chatelier پیروی می کند. حلالیت گازها با: الف) آزاد شدن گرما همراه است

درجه و ثابت تفکیک الکترولیتی. قانون پرورش استوالد
تفکیک الکترولیتی تجزیه یک مولکول به یون ها تحت تأثیر مولکول های حلال قطبی است. E.d. به معنای هدایت یونی محلول است. درجه emf - مقداری برابر با نسبت

محصول یونی آب PH محیط
محصول یونی آب مقداری برابر با حاصلضرب کاتیون های هیدروژن و یون های هیدروکسید مقداری ثابت در دمای معین (25 درجه سانتی گراد) و برابر با 10-14 است. کیلووات =

تجزیه الکترولیتی آب PH محیط
آب یک الکترولیت آمفوتری ضعیف است. مولکول های آب هم می توانند کاتیون های H+ را اهدا کنند و هم به آن متصل کنند. در نتیجه برهمکنش بین مولکول ها در محلول های آبی، همیشه وجود دارد و

درجه و ثابت هیدرولیز نمک
درجه هیدرولیز به معنای نسبت بخشی از نمک است که تحت هیدرولیز قرار می گیرد به غلظت کل یون های آن در محلول. با α (یا hhydr) مشخص می شود. α = (هید

فعالیت و قدرت یونی محلول ها. رابطه ضریب فعالیت و قدرت یونی محلول
فعالیت اجزای محلول، غلظت مؤثر (ظاهری) اجزا با در نظر گرفتن فعل و انفعالات مختلف بین آنها در محلول است. a = f * c قدرت یونی محلول اندازه گیری شدت است

مفهوم پتانسیل الکترود
پتانسیل الکترود - تفاوت پتانسیل های الکتریکی بین الکترود و الکترولیت در تماس با آن (بیشتر بین فلز و محلول الکترولیت). سازمان بهداشت جهانی

پتانسیل الکترود معادله نرنست
پتانسیل الکترود - تفاوت پتانسیل های الکتریکی بین الکترود و الکترولیت در تماس با آن (بیشتر بین فلز و محلول الکترولیت). ویو

الکترودهای گاز معادله نرنست برای محاسبه پتانسیل الکترودهای گاز
الکترودهای گاز از یک هادی از نوع اول تشکیل شده است که به طور همزمان با گاز و محلولی حاوی یون های این گاز در تماس است. یک هادی از نوع اول برای تامین و حذف الکترون ها و علاوه بر آن

سلول گالوانیکی محاسبه EMF سلول گالوانیک
عنصر گالوانیک - منبع فعلی شیمیایی که در آن انرژی الکتریکی در نتیجه تبدیل مستقیم انرژی شیمیایی توسط واکنش اکسایش و کاهش تولید می شود. در با

غلظت و پلاریزاسیون الکتروشیمیایی
قطبش تمرکز تغییر پتانسیل الکترود در اثر تغییر غلظت معرفها در لایه نزدیک به الکترود در حین عبور جریان را قطبش غلظت می گویند. در او

الکترولیز. قوانین فارادی

الکترولیز. خروجی فعلی الکترولیز با آندهای نامحلول و محلول
الکترولیز یک فرآیند فیزیکوشیمیایی است که شامل آزاد شدن روی الکترودهای اجزای تشکیل دهنده مواد محلول یا سایر موادی است که در نتیجه واکنش های ثانویه روی الکترودها هستند.

انواع اصلی خوردگی. روشهای محافظت از فلزات در برابر خوردگی
خوردگی فرآیند تخریب فلزات تحت تأثیر عوامل محیطی الکتروشیمیایی یا شیمیایی است. بر این اساس، بسته به روش تعامل، دو نوع خوردگی متمایز می شود

خوردگی شیمیایی. نرخ خوردگی شیمیایی
خوردگی شیمیایی - خوردگی ناشی از برهمکنش Me با گازهای خشک یا مایعاتی که جریان الکتریکی را رسانا نمی کنند. میزان خوردگی شیمیایی به عوامل زیادی بستگی دارد.

خوردگی توسط جریانهای سرگردان
جریان های سرگردان ناشی از تاسیسات الکتریکی که بر روی جریان مستقیم، تراموا، مترو، راه آهن برقی کار می کنند، باعث پیدایش قسمتی بر روی اجسام فلزی (کابل، ریل) می شود.

همه واکنشهای شیمیایی را می توان به دو گروه تقسیم کرد: واکنشهای برگشت ناپذیر و برگشت پذیر. واکنشهای برگشت ناپذیر تا انتها ادامه می یابد - تا زمانی که یکی از مواد واکنش دهنده به طور کامل مصرف شود. واکنش های برگشت پذیر به طور کامل انجام نمی شود: در یک واکنش برگشت پذیر، هیچ یک از واکنش دهنده ها به طور کامل مصرف نمی شود. این تفاوت به این دلیل است که یک واکنش برگشت ناپذیر می تواند تنها در یک جهت انجام شود. یک واکنش برگشت پذیر می تواند در هر دو جهت رو به جلو و معکوس انجام شود.

بیایید به دو مثال نگاه کنیم.

مثال 1. برهمکنش بین روی و اسید نیتریک غلیظ مطابق با معادله انجام می شود:

با مقدار کافی اسید نیتریک، واکنش تنها زمانی پایان می یابد که تمام روی حل شود. علاوه بر این، اگر سعی کنید این واکنش را در جهت مخالف انجام دهید - عبور دی اکسید نیتروژن از محلول نیترات روی، روی فلزی و اسید نیتریک کار نمی کنند - این واکنش نمی تواند در جهت مخالف ادامه یابد. بنابراین، برهمکنش روی با اسید نیتریک یک واکنش برگشت ناپذیر است.

مثال 2. سنتز آمونیاک طبق معادله انجام می شود:

اگر یک مول نیتروژن را با سه مول هیدروژن مخلوط کنید ، شرایطی را در سیستم اعمال کنید که به نفع واکنش است و پس از زمان کافی برای تجزیه و تحلیل مخلوط گاز ، نتایج تجزیه و تحلیل نشان می دهد که نه تنها محصول واکنش (آمونیاک ) در سیستم وجود خواهد داشت، بلکه مواد اولیه (نیتروژن و هیدروژن) نیز وجود خواهد داشت. اگر اکنون در شرایط یکسان، مخلوط نیتروژن و هیدروژن نباشد، بلکه آمونیاک به عنوان ماده اولیه قرار گیرد، می توان دریافت که بخشی از آمونیاک به نیتروژن و هیدروژن تجزیه می شود و نسبت نهایی بین مقادیر وجود دارد. در شروع هر سه ماده از مخلوط نیتروژن و هیدروژن مشابه خواهد بود. بنابراین، سنتز آمونیاک یک واکنش برگشت پذیر است.

در معادلات واکنش های برگشت پذیر ، به جای علامت مساوی ، می توانید فلش بگذارید. آنها نماد سیر واکنش در دو جهت جلو و عقب هستند.

در شکل شکل 68 تغییر در نرخ واکنش های رو به جلو و معکوس را در طول زمان نشان می دهد. در ابتدا، زمانی که مواد اولیه مخلوط می شوند، سرعت واکنش رو به جلو زیاد و سرعت واکنش معکوس صفر است و با ادامه واکنش، مواد اولیه مصرف می شوند و غلظت آنها کاهش می یابد.

برنج. 63. تغییر در سرعت واکنش های رو به جلو و عقب در طول زمان.

در نتیجه سرعت واکنش مستقیم کاهش می یابد. در همان زمان، محصولات واکنش ظاهر می شوند و غلظت آنها افزایش می یابد. در نتیجه یک واکنش معکوس شروع می شود و سرعت آن به تدریج افزایش می یابد. وقتی سرعت واکنش های رو به جلو و معکوس یکسان می شود، تعادل شیمیایی رخ می دهد. بنابراین، در آخرین مثال، تعادل بین نیتروژن، هیدروژن و آمونیاک برقرار می شود.

تعادل شیمیایی را تعادل دینامیکی می گویند. این امر تأکید می کند که در حالت تعادل، هر دو واکنش مستقیم و معکوس رخ می دهد، اما سرعت آنها یکسان است، در نتیجه تغییرات در سیستم قابل توجه نیست.

ویژگی کمی تعادل شیمیایی کمیتی است که به آن ثابت تعادل شیمیایی می گویند. بیایید آن را در مثالی از واکنش سنتز ید-هیدروژن در نظر بگیریم:

بر اساس قانون عمل جرم ها، سرعت واکنش های مستقیم و معکوس با معادلات زیر بیان می شود:

در حالت تعادل، سرعت واکنش های رو به جلو و معکوس با یکدیگر برابر است، از این رو

نسبت ثابتهای نرخ واکنشهای جلو و معکوس نیز ثابت است. به آن ثابت تعادل این واکنش (K) می گویند:

از اینجا بالاخره

در سمت چپ این معادله، آن دسته از غلظت‌هایی از مواد برهم کنش هستند که در غلظت‌های تعادل - تعادل برقرار می‌شوند. سمت راست معادله یک مقدار ثابت (در دمای ثابت) است.

می توان نشان داد که در حالت کلی یک واکنش برگشت پذیر

ثابت تعادل با رابطه زیر بیان می شود:

در اینجا حروف بزرگ نشان دهنده فرمول مواد و حروف کوچک ضرایب معادله واکنش را نشان می دهند.

بنابراین ، در دمای ثابت ، ثابت تعادل یک واکنش برگشت پذیر یک مقدار ثابت است که نسبت بین غلظت محصولات واکنش (شمارنده) و مواد اولیه (مخرج) را نشان می دهد که در حالت تعادل برقرار می شود.

معادله ثابت تعادل نشان می دهد که در شرایط تعادل غلظت تمام مواد شرکت کننده در واکنش به هم مرتبط است. تغییر در غلظت هر یک از این مواد مستلزم تغییر در غلظت تمام مواد دیگر است. در نتیجه، غلظت های جدید ایجاد می شود، اما نسبت بین آنها دوباره با ثابت تعادل مطابقت دارد.

مقدار عددی ثابت تعادل در تقریب اول بازده این واکنش را مشخص می کند. به عنوان مثال، زمانی که بازده واکنش بزرگ است، زیرا در این مورد

یعنی در حالت تعادل، غلظت محصولات واکنش بسیار بیشتر از غلظت مواد اولیه است، به این معنی که بازده واکنش بالا است. در (به یک دلیل مشابه)، بازده واکنش کم است.

در مورد واکنش‌های ناهمگن، بیان ثابت تعادل، و همچنین بیان قانون عمل جرم‌ها (نگاه کنید به بند 58)، تنها شامل غلظت آن دسته از موادی است که در فاز گاز یا مایع هستند. به عنوان مثال ، برای واکنش

ثابت تعادل به شکل زیر است:

مقدار ثابت تعادل به ماهیت مواد واکنش دهنده و دما بستگی دارد. این به وجود کاتالیزورها بستگی ندارد. همانطور که قبلا ذکر شد، ثابت تعادل برابر است با نسبت ثابت های سرعت واکنش های رو به جلو و معکوس. از آنجایی که کاتالیزور انرژی فعال سازی هر دو واکنش مستقیم و معکوس را به یک میزان تغییر می دهد (به بند 60 مراجعه کنید)، هیچ تاثیری بر نسبت ثابت های سرعت آنها ندارد.

بنابراین ، کاتالیزور بر مقدار ثابت تعادل تأثیر نمی گذارد و بنابراین ، نمی تواند بازده واکنش را افزایش یا کاهش دهد. فقط می تواند شروع تعادل را سرعت بخشیده یا کند کند.

واکنش های شیمیایی برگشت پذیر و غیر قابل برگشت هستند.

آن ها اگر برخی از واکنش های A + B = C + D برگشت ناپذیر باشد، به این معنی است که واکنش معکوس C + D = A + B رخ نمی دهد.

به عنوان مثال، اگر یک واکنش خاص A + B = C + D برگشت پذیر باشد، به این معنی است که هم واکنش A + B → C + D (مستقیم) و هم واکنش C + D → A + B (معکوس).

در واقع، از آنجایی که هر دو واکنش مستقیم و معکوس انجام می شود؛ در مورد واکنش های برگشت پذیر، هم مواد سمت چپ معادله و هم مواد سمت راست معادله را می توان معرف (مواد شروع) نامید. در مورد محصولات هم همینطور.

برای هر واکنش برگشت پذیر ، شرایطی ممکن است زمانی که سرعت واکنش های پیشین و معکوس برابر باشد. این حالت نامیده می شود حالت تعادل.

در حالت تعادل، غلظت همه معرف ها و همه محصولات بدون تغییر است. غلظت محصولات و معرف ها در حالت تعادل نامیده می شود غلظت های تعادلی.

جابجایی تعادل شیمیایی تحت تأثیر عوامل مختلف

به دلیل تأثیرات خارجی بر روی سیستم مانند تغییرات دما، فشار یا غلظت مواد اولیه یا محصولات، تعادل سیستم می تواند مختل شود. با این حال، پس از پایان این نفوذ خارجی، سیستم پس از مدتی وارد حالت تعادل جدیدی می شود. چنین انتقالی از سیستم از یک حالت تعادل به حالت تعادلی دیگر نامیده می شود تغییر (تعویض) تعادل شیمیایی .

برای اینکه بتوانیم تعیین کنیم که چگونه تعادل شیمیایی تحت یک نوع عمل خاص تغییر می کند، استفاده از اصل Le Chatelier راحت است:

اگر در حالت تعادل ، تأثیر خارجی روی سیستم اعمال شود ، جهت تغییر مکان تعادل شیمیایی با جهت عکس العمل که اثر تأثیر وارد شده را تضعیف می کند منطبق خواهد بود.

تاثیر دما بر تعادل

با تغییر دما، تعادل هر واکنش شیمیایی تغییر می کند. این به این دلیل است که هر واکنشی دارای اثر حرارتی است. در این حالت، اثرات حرارتی واکنش های مستقیم و معکوس همیشه مستقیماً مخالف هستند. آن ها اگر واکنش مستقیم گرمازا باشد و با اثر حرارتی برابر با Q ادامه یابد، واکنش معکوس همیشه گرماگیر است و اثر حرارتی برابر با Q دارد.

بنابراین ، مطابق اصل لو شاتلیه ، اگر دمای برخی از سیستم ها را در حالت تعادل افزایش دهیم ، تعادل به سمت واکنش تغییر می کند ، که در طی آن دما کاهش می یابد ، یعنی به سمت واکنش گرماگیر و به طور مشابه ، اگر دمای سیستم را در حالت تعادل پایین بیاوریم ، تعادل به سمت واکنش تغییر می کند ، در نتیجه دما افزایش می یابد ، یعنی به سمت واکنش گرمازا

به عنوان مثال ، واکنش برگشت پذیر زیر را در نظر بگیرید و نشان دهید که تعادل آن با کاهش دما به کجا تغییر می کند:

همانطور که از معادله بالا می بینید، واکنش مستقیم گرمازا است، یعنی. در نتیجه جریان آن گرما آزاد می شود. در نتیجه، واکنش معکوس گرماگیر خواهد بود، یعنی با جذب گرما انجام می شود. طبق شرایط، دما کاهش می یابد؛ بنابراین، تعادل به سمت راست تغییر می کند، یعنی. به سمت یک واکنش مستقیم

اثر غلظت بر تعادل شیمیایی

افزایش غلظت معرف ها مطابق با اصل لو شاتلیه باید منجر به تغییر در تعادل به سمت واکنش شود که در نتیجه معرف ها مصرف می شوند. به سمت یک واکنش مستقیم

برعکس، اگر غلظت معرف ها کاهش یابد، تعادل به سمت واکنش تغییر می کند، در نتیجه معرف ها تشکیل می شوند، یعنی. سمت واکنش معکوس (←).

تغییر در غلظت محصولات واکنش اثر مشابهی دارد. اگر غلظت محصولات افزایش یابد ، تعادل به سمت واکنش تغییر می کند ، در نتیجه محصولات مصرف می شوند ، یعنی نسبت به واکنش معکوس (←). اگر برعکس، غلظت محصولات کاهش یابد، تعادل به سمت واکنش مستقیم (→) تغییر می کند تا غلظت محصولات افزایش یابد.

تأثیر فشار بر تعادل شیمیایی

بر خلاف دما و غلظت، تغییرات فشار بر وضعیت تعادل هر واکنش تأثیر نمی گذارد. برای اینکه تغییر فشار منجر به تغییر در تعادل شیمیایی شود، باید مجموع ضرایب در مقابل مواد گازی در سمت چپ و راست معادله متفاوت باشد.

آن ها از دو واکنش:

تغییر فشار فقط در صورت واکنش دوم می تواند بر وضعیت تعادل تأثیر بگذارد. از آنجایی که مجموع ضرایب مقابل فرمول مواد گازی در رابطه اول در سمت چپ و در سمت راست یکسان است (برابر با 2) و در مورد معادله دوم متفاوت است (4). در سمت چپ و 2 در سمت راست).

از این، به ویژه، نتیجه می شود که اگر هیچ ماده گازی در بین معرف ها و محصولات وجود نداشته باشد، تغییر فشار به هیچ وجه بر وضعیت فعلی تعادل تأثیر نمی گذارد. به عنوان مثال، فشار هیچ تاثیری بر وضعیت تعادل واکنش نخواهد داشت:

اگر در سمت چپ و راست ، مقدار مواد گازی متفاوت باشد ، افزایش فشار منجر به تغییر تعادل به سمت واکنش می شود ، که در طی آن حجم گازها کاهش می یابد و کاهش فشار منجر به جهت می شود. واکنش، در نتیجه حجم گازها افزایش می یابد.

تأثیر کاتالیزور بر تعادل شیمیایی

از آنجایی که کاتالیزور به طور یکسان واکنش های رو به جلو و معکوس را تسریع می کند، وجود یا عدم وجود آن به هیچ وجه تاثیر نمی گذاردبه حالت تعادل

تنها چیزی که یک کاتالیزور می تواند بر آن تأثیر بگذارد سرعت انتقال سیستم از حالت غیرتعادلی به حالت تعادل است.

تأثیر همه عوامل فوق بر تعادل شیمیایی در زیر در یک برگه تقلب خلاصه شده است، که می توانید ابتدا در هنگام انجام وظایف تعادلی به آن نگاه کنید. با این حال، او نمی تواند از آن در امتحان استفاده کند، بنابراین، پس از تجزیه و تحلیل چندین مثال با کمک او، باید یاد بگیرد و آموزش ببیند تا وظایف تعادل را حل کند، و دیگر به او نگاه نکنید:

افسانه: تی - درجه حرارت، پ - فشار، با - تمرکز، - افزایش، ↓ - کاهش