Spostamento dell'equilibrio sotto l'influenza di vari fattori. Reazioni chimiche reversibili e irreversibili

Chimicamente reazioni irreversibili in queste condizioni vanno quasi fino alla fine, fino al completo consumo di una delle sostanze reagenti (NH4NO3 → 2H2O + N2O - nessun tentativo di ottenere nitrato da H2O e N2O porta ad un risultato positivo).

Chimicamente reazioni reversibili flusso simultaneo in determinate condizioni sia nella direzione in avanti che in quella inversa. Ci sono meno reazioni irreversibili di quelle reversibili. Un esempio di reazione reversibile è l'interazione dell'idrogeno con lo iodio.

Dopo qualche tempo, la velocità di formazione di HI diventerà uguale alla velocità della sua decomposizione.

In altre parole, ci sarà un equilibrio chimico.

equilibrio chimico chiamato lo stato del sistema in cui la velocità di formazione dei prodotti di reazione è uguale alla velocità della loro trasformazione nei reagenti originali.

L'equilibrio chimico è dinamico, cioè il suo stabilirsi non significa la fine della reazione.

Legge delle masse in azione:

La massa delle sostanze coinvolte nella reazione è uguale alla massa di tutti i prodotti della reazione.

Legge delle masse in azione stabilisce il rapporto tra le masse dei reagenti nelle reazioni chimiche all'equilibrio, nonché la dipendenza della velocità di una reazione chimica dalla concentrazione delle sostanze di partenza.

Segni di vero equilibrio chimico:

1. lo stato del sistema rimane inalterato nel tempo in assenza di influenze esterne;

2. lo stato del sistema cambia sotto l'influenza di influenze esterne, per quanto piccole possano essere;

3. Lo stato del sistema non dipende da quale parte si avvicina all'equilibrio.

Allo stato stazionario, il prodotto delle concentrazioni dei prodotti di reazione, diviso per il prodotto delle concentrazioni dei materiali di partenza, in potenze uguali ai corrispondenti coefficienti stechiometrici, per una data reazione ad una data temperatura è un valore costante, detto equilibrio costante.

Le concentrazioni dei reagenti all'equilibrio di stato stazionario sono chiamate concentrazioni di equilibrio.

Nel caso di reazioni reversibili eterogenee, l'espressione di Kc include solo le concentrazioni di equilibrio di sostanze gassose e disciolte. Quindi, per la reazione CaCO3 ↔ CaO + CO2

In condizioni esterne costanti, la posizione di equilibrio viene mantenuta per un tempo arbitrariamente lungo. Quando le condizioni esterne cambiano, la posizione di equilibrio può cambiare. Un cambiamento di temperatura, concentrazione di reagenti (pressione per sostanze gassose) porta a una violazione delle uguaglianze dei tassi di reazione diretta e inversa e, di conseguenza, a uno squilibrio. Dopo qualche tempo, l'uguaglianza delle velocità verrà ripristinata. Ma le concentrazioni di equilibrio dei reagenti nelle nuove condizioni saranno diverse. Viene chiamato il passaggio di un sistema da uno stato di equilibrio all'altro spostamento o cambio di equilibrio . L'equilibrio chimico può essere paragonato alla posizione di una trave di equilibrio. Proprio come cambia con la pressione di un carico su una delle tazze, l'equilibrio chimico può spostarsi verso una reazione in avanti o indietro, a seconda delle condizioni di processo. Ogni volta che si stabilisce un nuovo equilibrio, corrispondente a nuove condizioni.

Il valore numerico della costante di solito cambia con la temperatura. A temperatura costante, i valori di Kc non dipendono da pressione, volume o concentrazioni di sostanze.

Conoscendo il valore numerico di Kc, è possibile calcolare i valori delle concentrazioni o pressioni di equilibrio di ciascuno dei partecipanti alla reazione.

Direzione spostamento della posizione di equilibrio chimico come risultato di cambiamenti nelle condizioni esterne è determinato Il principio di Le Chatelier:

Se un'influenza esterna viene esercitata su un sistema di equilibrio, l'equilibrio si sposta nella direzione che contrasta questa influenza.

La dissoluzione come processo fisico e chimico. risoluzione. Solva. Proprietà speciali dell'acqua come solvente. Idrata. Idrata il cristallo. Solubilità delle sostanze. Dissoluzione di sostanze solide, liquide e gassose. Influenza della temperatura, pressione e natura delle sostanze sulla solubilità. Metodi per esprimere la composizione delle soluzioni: frazione di massa-la, concentrazione molare, concentrazione equivalente e frazione molare.

Esistono due teorie principali delle soluzioni: fisica e chimica.

Teoria fisica delle soluzioni fu proposto dai vincitori del Premio Nobel l'olandese J. Van't Hoff (1885) e il chimico fisico svedese S. Arrhenius (1883). Il solvente è considerato un mezzo chimicamente inerte in cui le particelle (molecole, ioni) della sostanza disciolta sono distribuite uniformemente. Si presume che non vi siano interazioni intermolecolari, sia tra le particelle del soluto che tra le molecole del solvente e le particelle del soluto. Le particelle del solvente e del soluto sono distribuite uniformemente nel volume della soluzione per diffusione. Successivamente, si è scoperto che la teoria fisica descrive in modo soddisfacente la natura solo di un piccolo gruppo di soluzioni, le cosiddette soluzioni ideali, in cui le particelle del solvente e del soluto non interagiscono realmente tra loro. Molte soluzioni di gas sono esempi di soluzioni ideali.

Teoria chimica (o solvata) delle soluzioni proposto da D.I. Mendeleev (1887). Per la prima volta, su un enorme materiale sperimentale, ha mostrato che si verifica un'interazione chimica tra le particelle di un soluto e le molecole di un solvente, a seguito della quale si formano composti instabili di composizione variabile, chiamati solvati o idrata ( se il solvente è acqua). DI. Mendeleev ha definito una soluzione come un sistema chimico in cui tutte le forme di interazione sono associate alla natura chimica del solvente e dei soluti. Ruolo di primo piano nell'istruzione solvati forze intermolecolari instabili e gioco di legami idrogeno.

Processo di scioglimento non può essere rappresentato da un semplice modello fisico, come la distribuzione statistica di un soluto in un solvente per diffusione. Di solito è accompagnato da un notevole effetto termico e un cambiamento nel volume della soluzione, dovuto alla distruzione della struttura del soluto e all'interazione delle particelle di solvente con le particelle del soluto. Entrambi questi processi sono accompagnati da effetti energetici. Per distruggere la struttura della sostanza disciolta, è necessario consumo di energia , mentre l'interazione delle particelle del solvente e del soluto rilascia energia. A seconda del rapporto tra questi effetti, il processo di dissoluzione può essere endotermico o esotermico.

Quando il solfato di rame è disciolto, la presenza di idrati è facilmente rilevabile da un viraggio di colore: un sale bianco anidro, dissolvendosi in acqua, forma una soluzione blu. A volte acqua di idratazione Si lega fortemente al soluto e, quando viene separato dalla soluzione, entra nella composizione dei suoi cristalli. Sostanze cristalline contenenti acqua chiamati idrati cristallini e l'acqua inclusa nella struttura di tali cristalli è chiamata acqua di cristallizzazione. La composizione degli idrati cristallini è determinata dalla formula della sostanza, che indica il numero di molecole d'acqua di cristallizzazione per una delle sue molecole. Quindi, la formula del solfato di rame cristallino (solfato di rame) CuSO4 × 5H2O. La conservazione del colore caratteristico delle soluzioni corrispondenti da parte degli idrati cristallini è una prova diretta dell'esistenza di complessi idrati simili nelle soluzioni. Il colore dell'idrato cristallino dipende dal numero di molecole d'acqua di cristallizzazione.

Esistono vari modi per esprimere la composizione di una soluzione.. Più comunemente usato frazione di massa soluto, concentrazione molare e normale.

In generale, la concentrazione può essere espressa come numero di particelle per unità di volume o come rapporto tra il numero di particelle di un dato tipo e il numero totale di particelle in soluzione. La quantità di un soluto e di un solvente viene misurata in unità di massa, volume o moli. Generalmente, concentrazione della soluzione - questa è la quantità di una sostanza disciolta in un sistema condensato (miscela, lega o in un certo volume di soluzione). Esistono diversi modi per esprimere la concentrazione di soluzioni, ognuno dei quali ha un'applicazione predominante in un particolare campo della scienza e della tecnologia. Di solito, la composizione delle soluzioni viene espressa utilizzando quantità adimensionali (frazioni di massa e molare) e dimensionali (concentrazione molare di una sostanza, concentrazione molare di una sostanza - equivalente e molalità).

Frazione di massa- un valore pari al rapporto tra la massa della sostanza disciolta (m1) e la massa totale della soluzione (m).

Videolezione 2: Spostamento dell'equilibrio chimico

Conferenza: Reazioni chimiche reversibili e irreversibili. equilibrio chimico. Spostamento dell'equilibrio chimico sotto l'influenza di vari fattori

Nella lezione precedente, hai imparato qual è la velocità di una reazione chimica e quali fattori la influenzano. In questa lezione vedremo come procedono queste reazioni. Dipende dal comportamento delle sostanze iniziali che partecipano alla reazione: i reagenti. Se vengono completamente convertiti in sostanze finali - prodotti, la reazione è irreversibile. Ebbene, se i prodotti finali vengono nuovamente convertiti in sostanze di partenza, la reazione è reversibile. Considerato ciò, formuliamo le definizioni:

reazione reversibileè una certa reazione che procede nelle stesse condizioni nelle direzioni avanti e indietro.

Ricorda, nelle lezioni di chimica ti è stato mostrato un chiaro esempio di reazione reversibile per la produzione di acido carbonico:

CO 2 + H 2 O<->H2CO3

reazione irreversibileè una certa reazione chimica che va alla fine in una direzione specifica.

Un esempio è la reazione di combustione del fosforo: 4P + 5O 2 → 2P 2 O 5

Una delle prove dell'irreversibilità della reazione è la precipitazione o evoluzione del gas.

Quando le velocità delle reazioni avanti e indietro sono uguali, equilibrio chimico.

Cioè, nelle reazioni reversibili, si formano miscele di equilibrio di reagenti e prodotti. Vediamo un esempio di come si forma l'equilibrio chimico. Prendi la reazione per la formazione di acido iodio:

H 2 (g) + I 2 (g)<->2HI(g)

Possiamo riscaldare una miscela di idrogeno gassoso e iodio o iodio già preparato, il risultato in entrambi i casi sarà lo stesso: la formazione di una miscela di equilibrio di tre sostanze H 2 , I 2 , HI.

All'inizio della reazione, prima della formazione di acido iodio, avviene una reazione diretta ad una velocità ( v eccetera ). Lo esprimiamo con l'equazione cinetica v pr \u003d k 1, dove k 1 è la costante di velocità della reazione diretta. Si forma gradualmente il prodotto HI, che nelle stesse condizioni inizia a decomporsi in H 2 e I 2 . L'equazione per questo processo è la seguente: v arr \u003d k 2 2, dove v arr è la velocità della reazione inversa, k 2 è la costante di velocità della reazione inversa. Il momento in cui HI è sufficiente per equalizzare v a v si raggiunge un equilibrio chimico. Il numero di sostanze in equilibrio, nel nostro caso, è H 2 , I 2 e HI non cambia nel tempo, ma solo se non ci sono influenze esterne. Da quanto detto ne consegue che l'equilibrio chimico è dinamico. Nella nostra reazione, si forma o si consuma acido iodio.

Ricorda, cambiare le condizioni di reazione ti consente di spostare l'equilibrio nella giusta direzione. Se aumentiamo la concentrazione di iodio o idrogeno, allora il v pr, ci sarà uno spostamento a destra, si formerà più acido ioduro. Se aumentiamo la concentrazione di acido iodio, il v arr, e lo spostamento sarà a sinistra. Possiamo ottenere più/meno reagenti e prodotti.

Pertanto, l'equilibrio chimico tende a resistere alle influenze esterne. L'aggiunta di H 2 o I 2 porta alla fine ad un aumento del loro consumo e ad un aumento di HI. E viceversa. Questo processo è scientificamente chiamato principio di Le Chatelier. Dice:

Se un sistema in equilibrio stabile subisce un'azione dall'esterno (cambiamento di temperatura, pressione o concentrazione), si verificherà uno spostamento nella direzione del processo che indebolisce questo effetto.

Ricorda, il catalizzatore non è in grado di spostare l'equilibrio. Può solo accelerarne l'avanzata.

Cambio di concentrazione . Sopra, abbiamo considerato come questo fattore sposta l'equilibrio in avanti o nella direzione opposta. Se la concentrazione di reagenti viene aumentata, l'equilibrio si sposta sul lato in cui questa sostanza viene consumata. Se la concentrazione viene ridotta, si sposta sul lato in cui si forma questa sostanza. Ricorda, la reazione è reversibile e i reagenti possono essere sostanze sul lato destro o sinistro, a seconda della reazione che stiamo considerando (diretta o inversa).

InfluenzaT . La sua crescita provoca uno spostamento dell'equilibrio verso una reazione endotermica (-Q), e una diminuzione verso una reazione esotermica (+ Q). Le equazioni di reazione indicano l'effetto termico della reazione diretta. L'effetto termico della reazione inversa è opposto ad esso. Questa regola si applica solo alle reazioni con effetto termico. Se non c'è, allora t non è in grado di spostare l'equilibrio, ma il suo aumento accelererà il processo di emergenza dell'equilibrio.

Influenza della pressione . Questo fattore può essere utilizzato nelle reazioni che coinvolgono sostanze gassose. Se le moli del gas sono uguali a zero, non ci sarà alcun cambiamento. All'aumentare della pressione, l'equilibrio si sposta verso volumi più piccoli. Al diminuire della pressione, l'equilibrio si sposterà verso volumi maggiori. Volumi - guarda i coefficienti davanti alle sostanze gassose nell'equazione di reazione.

Le reazioni reversibili sono reazioni che si verificano simultaneamente in due direzioni opposte.

Reazioni irreversibili - reazioni in cui le sostanze assunte vengono completamente convertite in prodotti di reazione che non reagiscono tra loro in determinate condizioni, ad esempio la decomposizione di esplosivi, la combustione di idrocarburi, la formazione di composti a bassa dissociazione, la precipitazione, il formazione di sostanze gassose.

32. Equilibrio chimico. Il principio di Le Chatelier.

L'equilibrio chimico è uno stato di un sistema chimico in cui una o più reazioni chimiche procedono in modo reversibile e le velocità in ciascuna coppia di reazioni avanti-indietro sono uguali tra loro. Per un sistema in equilibrio chimico, le concentrazioni di reagenti, temperatura e altri parametri del sistema non cambiano nel tempo.

33. Il principio di Le Chatelier. Condizioni per lo spostamento dell'equilibrio chimico.

Principio di Le Chatelier: se un'influenza esterna viene esercitata su un sistema in uno stato di equilibrio, allora l'equilibrio si sposta nella direzione di indebolire l'influenza esterna.

Fattori che influenzano l'equilibrio chimico:

1) temperatura

All'aumentare della temperatura, l'equilibrio chimico si sposta verso una reazione endotermica (assorbimento) e, al diminuire, verso una reazione esotermica (isolamento).

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 -Q t →, t↓ ←

N 2 +3H 2 ↔2NH 3 +Q t ←, t↓ →

2) pressione

Quando la pressione aumenta, l'equilibrio chimico si sposta verso un volume minore di sostanze, e quando diminuisce, verso un volume maggiore. Questo principio si applica solo ai gas, ad es. se i solidi sono coinvolti nella reazione, non vengono presi in considerazione.

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 P ←, P↓ →

1mol=1mol+1mol

3) concentrazione delle sostanze di partenza e dei prodotti di reazione

Con un aumento della concentrazione di una delle sostanze di partenza, l'equilibrio chimico si sposta verso i prodotti di reazione e con una diminuzione della concentrazione dei prodotti di reazione - verso le sostanze di partenza.

S 2 +2O 2 \u003d 2SO 2 [S], [O] →, ←

I catalizzatori non influiscono sullo spostamento dell'equilibrio chimico!

Fine del lavoro -

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Concetti base di chimica

La chimica è la scienza delle sostanze e delle leggi della loro trasformazione, l'oggetto di studio della chimica sono gli elementi chimici e i loro composti, un elemento chimico, chiamando il tipo di atomi .. legge .. l'ordine in cui gli orbitali sono riempiti di elettroni ..

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Tutte le reazioni chimiche possono essere divise in due gruppi: reazioni irreversibili e reversibili. Le reazioni irreversibili procedono fino alla fine, fino a quando uno dei reagenti non viene completamente consumato. Le reazioni reversibili non vanno fino in fondo: in una reazione reversibile, nessuno dei reagenti viene completamente consumato. Questa differenza è dovuta al fatto che una reazione irreversibile può procedere solo in una direzione. Una reazione reversibile può procedere sia in avanti che in retromarcia.

Consideriamo due esempi.

Esempio 1. L'interazione tra zinco e acido nitrico concentrato procede secondo l'equazione:

Con una quantità sufficiente di acido nitrico, la reazione terminerà solo quando tutto lo zinco si sarà sciolto. Inoltre, se si tenta di eseguire questa reazione nella direzione opposta - per far passare il biossido di azoto attraverso una soluzione di nitrato di zinco, lo zinco metallico e l'acido nitrico non funzioneranno - questa reazione non può procedere nella direzione opposta. Pertanto, l'interazione dello zinco con l'acido nitrico è una reazione irreversibile.

Esempio 2. La sintesi dell'ammoniaca procede secondo l'equazione:

Se una mole di azoto viene miscelata con tre moli di idrogeno, condizioni favorevoli affinché la reazione avvenga nel sistema, e dopo un tempo sufficiente viene analizzata la miscela di gas, i risultati dell'analisi mostreranno che non solo il prodotto di reazione (ammoniaca) essere presenti nel sistema, ma anche le sostanze iniziali (azoto e idrogeno). Se ora, nelle stesse condizioni, si pone come sostanza di partenza non una miscela azoto-idrogeno, ma ammoniaca, allora sarà possibile trovare che parte dell'ammoniaca si decompone in azoto e idrogeno, e il rapporto finale tra le quantità di tutte e tre le sostanze sarà la stessa come in quel caso partendo da una miscela di azoto e idrogeno. Pertanto, la sintesi dell'ammoniaca è una reazione reversibile.

Nelle equazioni delle reazioni reversibili si possono usare frecce al posto del segno di uguale; simboleggiano il flusso della reazione in entrambe le direzioni avanti e indietro.

Sulla fig. 68 mostra la variazione nel tempo dei tassi di reazione diretta e inversa. Inizialmente, quando i materiali di partenza vengono miscelati, la velocità della reazione diretta è alta e la velocità della reazione inversa è zero.Man mano che la reazione procede, i materiali di partenza vengono consumati e le loro concentrazioni diminuiscono.

Riso. 63. Cambiamento nel tempo delle reazioni in avanti e inverse.

Di conseguenza, la velocità della reazione diretta diminuisce. Allo stesso tempo, compaiono i prodotti di reazione e la loro concentrazione aumenta. Di conseguenza, inizia a verificarsi una reazione inversa e la sua velocità aumenta gradualmente. Quando le velocità delle reazioni avanti e indietro diventano uguali, si verifica l'equilibrio chimico. Quindi, nell'ultimo esempio, si stabilisce un equilibrio tra azoto, idrogeno e ammoniaca.

L'equilibrio chimico è chiamato equilibrio dinamico. Ciò sottolinea che all'equilibrio si verificano sia le reazioni in avanti che quelle inverse, ma le loro velocità sono le stesse, per cui i cambiamenti nel sistema non sono evidenti.

Una caratteristica quantitativa dell'equilibrio chimico è una quantità chiamata costante dell'equilibrio chimico. Consideralo usando l'esempio della reazione di sintesi iodio-idrogeno:

Secondo la legge dell'azione di massa, i tassi di reazione diretta e inversa sono espressi dalle equazioni:

All'equilibrio, le velocità delle reazioni avanti e indietro sono uguali tra loro, da cui

Anche il rapporto tra le costanti di velocità delle reazioni diretta e inversa è una costante. Si chiama costante di equilibrio di questa reazione (K):

Quindi finalmente

Sul lato sinistro di questa equazione ci sono quelle concentrazioni di sostanze interagenti che sono stabilite all'equilibrio - concentrazioni di equilibrio. Il lato destro dell'equazione è un valore costante (a temperatura costante).

Si può dimostrare che nel caso generale di una reazione reversibile

la costante di equilibrio è espressa dall'equazione:

Qui, le lettere maiuscole denotano le formule delle sostanze e le lettere minuscole denotano i coefficienti nell'equazione di reazione.

Pertanto, a temperatura costante, la costante di equilibrio di una reazione reversibile è un valore costante che mostra il rapporto tra le concentrazioni dei prodotti di reazione (numeratore) e le sostanze di partenza (denominatore), che si stabilisce all'equilibrio.

L'equazione della costante di equilibrio mostra che in condizioni di equilibrio, le concentrazioni di tutte le sostanze che partecipano alla reazione sono interconnesse. Un cambiamento nella concentrazione di una qualsiasi di queste sostanze comporta un cambiamento nelle concentrazioni di tutte le altre sostanze; di conseguenza si stabiliscono nuove concentrazioni, ma il rapporto tra di esse corrisponde nuovamente alla costante di equilibrio.

Il valore numerico della costante di equilibrio in prima approssimazione caratterizza la resa di questa reazione. Ad esempio, a , la resa di reazione è grande, perché allo stesso tempo

cioè, all'equilibrio, le concentrazioni dei prodotti di reazione sono molto maggiori delle concentrazioni dei materiali di partenza, e questo significa che la resa di reazione è elevata. A (per una ragione simile), la resa della reazione è piccola.

Nel caso di reazioni eterogenee, l'espressione della costante di equilibrio, così come l'espressione della legge di azione delle masse (vedi § 58), include le concentrazioni solo di quelle sostanze che si trovano nella fase gassosa o liquida. Ad esempio, per la reazione

la costante di equilibrio ha la forma:

Il valore della costante di equilibrio dipende dalla natura dei reagenti e dalla temperatura. Non dipende dalla presenza di catalizzatori. Come già accennato, la costante di equilibrio è uguale al rapporto tra le costanti di velocità delle reazioni avanti e indietro. Poiché il catalizzatore modifica l'energia di attivazione di entrambe le reazioni in avanti e inversa della stessa quantità (vedere § 60), non influisce sul rapporto delle loro costanti di velocità.

Pertanto, il catalizzatore non influisce sul valore della costante di equilibrio e, quindi, non può né aumentare né diminuire la resa della reazione. Può solo accelerare o rallentare l'inizio dell'equilibrio.

Le reazioni chimiche sono reversibili e irreversibili.

quelli. se qualche reazione A + B = C + D è irreversibile, significa che la reazione inversa C + D = A + B non si verifica.

cioè, ad esempio, se una certa reazione A + B = C + D è reversibile, significa che sia la reazione A + B → C + D (diretta) che la reazione C + D → A + B (inversa) procedono contemporaneamente ).

Infatti, perché procedono sia le reazioni dirette che quelle inverse, i reagenti (sostanze di partenza) nel caso di reazioni reversibili possono essere chiamati sia sostanze sul lato sinistro dell'equazione che sostanze sul lato destro dell'equazione. Lo stesso vale per i prodotti.

Per qualsiasi reazione reversibile, è possibile che le velocità della reazione diretta e inversa siano uguali. Un tale stato è chiamato stato di equilibrio.

In uno stato di equilibrio, le concentrazioni di tutti i reagenti e di tutti i prodotti sono invariate. Si chiamano le concentrazioni di prodotti e reagenti all'equilibrio concentrazioni di equilibrio.

Spostamento dell'equilibrio chimico sotto l'influenza di vari fattori

A causa di tali influenze esterne sul sistema come variazioni di temperatura, pressione o concentrazione di sostanze o prodotti di partenza, l'equilibrio del sistema può essere disturbato. Tuttavia, dopo la cessazione di questa influenza esterna, il sistema passerà a un nuovo stato di equilibrio dopo qualche tempo. Viene chiamata tale transizione di un sistema da uno stato di equilibrio a un altro stato di equilibrio spostamento (spostamento) dell'equilibrio chimico .

Per poter determinare come cambia l'equilibrio chimico con un particolare tipo di esposizione, è conveniente utilizzare il principio di Le Chatelier:

Se viene esercitata un'influenza esterna su un sistema in uno stato di equilibrio, la direzione dello spostamento dell'equilibrio chimico coinciderà con la direzione della reazione che indebolisce l'effetto dell'impatto.

L'influenza della temperatura sullo stato di equilibrio

Quando la temperatura cambia, l'equilibrio di qualsiasi reazione chimica cambia. Ciò è dovuto al fatto che qualsiasi reazione ha un effetto termico. In questo caso, gli effetti termici delle reazioni avanti e indietro sono sempre direttamente opposti. Quelli. se la reazione diretta è esotermica e procede con un effetto termico pari a +Q, allora la reazione inversa è sempre endotermica e ha un effetto termico pari a -Q.

Quindi, secondo il principio di Le Chatelier, se aumentiamo la temperatura di un sistema che si trova in uno stato di equilibrio, allora l'equilibrio si sposterà verso la reazione, durante la quale la temperatura diminuisce, cioè verso una reazione endotermica. E allo stesso modo, se abbassiamo la temperatura del sistema in uno stato di equilibrio, l'equilibrio si sposterà verso la reazione, per cui la temperatura aumenterà, cioè verso una reazione esotermica.

Ad esempio, considera la seguente reazione reversibile e indica dove il suo equilibrio si sposterà al diminuire della temperatura:

Come puoi vedere dall'equazione sopra, la reazione diretta è esotermica, cioè come risultato del suo flusso, il calore viene rilasciato. Pertanto, la reazione inversa sarà endotermica, ovvero procede con l'assorbimento di calore. A seconda della condizione, la temperatura si abbassa, quindi l'equilibrio si sposterà a destra, ad es. verso una reazione diretta.

Effetto della concentrazione sull'equilibrio chimico

Un aumento della concentrazione dei reagenti secondo il principio di Le Chatelier dovrebbe portare ad uno spostamento dell'equilibrio verso la reazione in cui i reagenti vengono consumati, cioè verso una reazione diretta.

Al contrario, se la concentrazione dei reagenti viene abbassata, l'equilibrio si sposterà verso la reazione che porta alla formazione dei reagenti, cioè lato della reazione inversa (←).

Anche un cambiamento nella concentrazione dei prodotti di reazione influisce in modo simile. Se aumenti la concentrazione dei prodotti, l'equilibrio si sposterà verso la reazione, a seguito della quale i prodotti vengono consumati, ad es. verso la reazione inversa (←). Se, al contrario, la concentrazione dei prodotti si abbassa, allora l'equilibrio si sposterà verso la reazione diretta (→), in modo che la concentrazione dei prodotti aumenti.

Effetto della pressione sull'equilibrio chimico

A differenza della temperatura e della concentrazione, una variazione di pressione non influisce sullo stato di equilibrio di ogni reazione. Affinché una variazione di pressione porti a uno spostamento dell'equilibrio chimico, le somme dei coefficienti davanti alle sostanze gassose sui lati sinistro e destro dell'equazione devono essere diverse.

Quelli. da due reazioni:

una variazione di pressione può influenzare lo stato di equilibrio solo nel caso della seconda reazione. Poiché la somma dei coefficienti davanti alle formule delle sostanze gassose nel caso della prima equazione di sinistra e di destra è la stessa (uguale a 2), e nel caso della seconda equazione è diversa (4 sulla sinistra e 2 a destra).

Da ciò, in particolare, ne consegue che se non vi sono sostanze gassose sia tra i reagenti che tra i prodotti, allora una variazione di pressione non influirà in alcun modo sull'attuale stato di equilibrio. Ad esempio, la pressione non influenzerà lo stato di equilibrio della reazione:

Se la quantità di sostanze gassose è diversa a sinistra e a destra, un aumento della pressione porterà a uno spostamento dell'equilibrio verso la reazione, durante il quale il volume dei gas diminuisce e una diminuzione della pressione porterà a uno spostamento nella direzione della reazione, a seguito della quale il volume dei gas aumenta.

Effetto di un catalizzatore sull'equilibrio chimico

Poiché un catalizzatore accelera allo stesso modo sia le reazioni in avanti che quelle inverse, la sua presenza o assenza non influisce ad uno stato di equilibrio.

L'unica cosa che un catalizzatore può influenzare è la velocità di transizione del sistema da uno stato di non equilibrio a uno di equilibrio.

L'impatto di tutti i suddetti fattori sull'equilibrio chimico è riassunto di seguito in un cheat sheet, che all'inizio puoi dare un'occhiata quando esegui compiti di equilibrio. Tuttavia, non sarà in grado di usarlo nell'esame, quindi, dopo aver analizzato diversi esempi con il suo aiuto, dovrebbe essere istruita e addestrata a risolvere compiti per l'equilibrio, senza più sbirciare dentro di lei:

Designazioni: T - temperatura, P - pressione, da – concentrazione, – aumento, ↓ – diminuzione