Определение за химично равновесие

1. Условие на стабилност, присъстващо при обратими реакции, при които скоростите на правата и обратната реакция винаги остават същите.

котка граматически: съществително име от мъжки род
в срички: e-qui-li-brio + quí-mi-co.

Химически баланс

Има реакция баланс химически, когато скорост на реакция директно е равно на скорост обратна реакция. всичко химическа реакция има известна спонтанност към равновесие и за да го изследваме, го правим чрез знака на ∆G, Енергия Gibbs free, което предполага, че чрез стойността на тази величина можем да предвидим дали реакция ще настъпи в определена посока или не.

Вариацията на свободната енергия на Гибс се изразява най-общо при стандартни условия като разликата между енергиите на продуктите и реагентите също в стандартно състояние:

Докато, ако реакцията протича при нестандартни условия, връзката между ∆Gº и ∆G се определя от следното изразяване:

където Q е реакционният коефициент.

За да разберем последиците от скоростта на реакцията и химичното равновесие, трябва да проучим знака на ∆G:

Ако ∆G е отрицателно, това означава, че реакцията е спонтанна (възниква) в пряк смисъл.

Ако ∆G е положителен, това означава, че реакцията не е спонтанна (не възниква) в пряк смисъл.

Докато, ако ∆G=0, няма да има промяна, тъй като системата е в равновесие и както вече беше споменато, скоростта на пряката реакция е равна на скоростта на непряката реакция. Това означава, че реакционният коефициент Q е равен на равновесната константа K, така че няма тенденция да се предпочита определена посока на реакцията.

Тъй като Q се определя като:

За обща реакция:

Докато K приема същата форма, но с концентрациите в равновесие.

Ако се върнем към случая, когато ∆G е отрицателен, това означава, че реакционният коефициент Q е по-малък от K (константа на равновесие), предполага, че концентрациите на продукта са по-ниски от това, което би трябвало да бъде, ако реакцията протичаше. баланс. Следователно по отношение на спонтанността тя става спонтанна в прекия смисъл.

Докато, ако ∆G е положителен, ще има преобладаване на продукти над това, което би трябвало да има, ако системата е в равновесие, като Q е по-голямо от K. Следователно реакцията е спонтанна в обратна посока.

Трябва да се отбележи, че строгата дефиниция на Q и K е дадена по отношение на активностите на продуктите и реагентите, определяйки активността по отношение на концентрацията или наляганията като:

О, добре:

Оттук следва, че и Q, и K са безразмерни и могат да се разглеждат както в концентрации, така и в парциални налягания.

Ситуацията възниква, когато концентрациите или парциалните налягания на продуктите и реагентите остават постоянни във времето химическо равновесие, докато ситуация на динамично равновесие се достига, защото скоростта на правата и обратната реакция с идентичен. Важно е да се подчертае динамичността на баланса, скоростта, с която се формират и консумацията на продукти и реагенти е една и съща, поради което концентрациите или парциалните налягания не са варира.

Ако условието се отдалечи от равновесната ситуация, определени видове ще преобладават над други и оттам възниква изразът, който свързва скоростта на пряка и обратна реакция, Kc:

Да приемем реакцията, видяна по-горе:

Като Kd и Ki, скоростта на реакцията е константа съответно в права или обратна посока.

Отново, ако Kc>1, това означава, че Ki е по-малко от Kd, така че има висока степен на превръщане на продуктите в реагенти. В този случай равновесието се измества към продуктите.

Обратното се случва, ако Kc<1, което означава, че скоростта на директната реакция е по-ниска от скоростта на непряката реакция и има малко консумация на реагентите, равновесието се измества към реагентите.

Докато, ако Kc=1, скоростите са равни и системата е в равновесие.

Важно е да се дефинират два въпроса: първо, стойността на тази константа зависи изключително от температура и на свой ред варира в зависимост от големината, използвана за изразяване на концентрациите или наляганията на продуктите и реагентите.

На последно място, закон Химичното равновесие се настройва за разредени разтвори или газове под ниско налягане.