Definice chemické rovnováhy
Inhibice Teorie Strun / / April 02, 2023
1. Stav stability přítomný u reverzibilních reakcí, kde dopředná a zpětná reakční rychlost zůstává vždy stejná.
Kočka. gramatický: podstatné jméno mužského rodu
ve slabikách: e-qui-li-brio + quí-mi-co.
Chemická bilance
![](/f/3bb4105b5e0933fbabbb83bb4e16dec5.jpg)
Chemický inženýr
Přichází reakce Zůstatek chemický, když rychlost reakce přímý se rovná Rychlost obrácená reakce. Všechno chemická reakce má určitou spontaneitu směrem k rovnováze a abychom ji prozkoumali, děláme to prostřednictvím znaménka ∆G, Energie Gibbs free, což znamená, že prostřednictvím hodnoty této veličiny můžeme předpovědět, zda dojde k reakci v určitém směru či nikoliv.
Kolísání Gibbsovy volné energie je vyjádřeno obecně ve standardních podmínkách jako rozdíl mezi energiemi produktů a reaktantů také ve standardním stavu:
![](/f/977f5608f2d370ffde19e760c8cc4537.png)
Zatímco, pokud k reakci dojde za nestandardních podmínek, vztah mezi ∆Gº a ∆G je určen následujícím výraz:
![](/f/5e412f2e56f3bebcbde04b9c653a4f68.png)
kde Q je reakční kvocient.
Abychom pochopili důsledky rychlosti reakce a chemické rovnováhy, musíme studovat znaménko ∆G:
Pokud je ∆G záporné, znamená to, že reakce je spontánní (probíhá) v přímém smyslu.
Pokud je ∆G kladné, znamená to, že reakce není spontánní (nenastává) v přímém smyslu.
Zatímco, je-li ∆G=0, nedojde k žádné změně, protože systém je v rovnováze, a jak již bylo zmíněno, rychlost přímé reakce je rovna rychlosti nepřímé reakce. To znamená, že reakční kvocient Q je roven rovnovážné konstantě K, takže neexistuje tendence upřednostňovat určitý směr reakce.
Protože Q je definováno jako:
![](/f/66b44a3568af6249202baaaa89a0265b.png)
Pro obecnou reakci:
![](/f/9604d086c5144c48b9c69672afec5e79.png)
Zatímco K má stejnou formu, ale s koncentracemi v rovnováze.
Pokud se vrátíme k případu, kdy ∆G je záporné, znamená to, že reakční kvocient Q je menší než K (konstanta rovnováha), znamená, že koncentrace produktu jsou nižší, než jaké by měly být, kdyby reakce probíhala. Zůstatek. Proto se z hlediska spontaneity stává spontánním v přímém smyslu.
Zatímco pokud je ∆G kladné, bude existovat převaha produktů nad tím, co by mělo být, kdyby systém byl v rovnováze, přičemž Q je větší než K. Reakce je tedy spontánní v opačném směru.
Je třeba poznamenat, že přísná definice Q a K je dána z hlediska aktivit produktů a reaktantů, přičemž aktivita je definována z hlediska koncentrace nebo tlaků jako:
![](/f/9d4c16166f520f91e2bd91a284c97a69.png)
Dobře:
![](/f/efadca223ac48b0ec0f6de1d352c8bcf.png)
Odtud vyplývá, že Q i K jsou bezrozměrné a lze je uvažovat jak v koncentracích, tak v parciálních tlacích.
Když koncentrace nebo parciální tlaky produktů a reaktantů zůstávají v průběhu času konstantní, nastává situace chemická rovnováha, zatímco situace dynamické rovnováhy je dosažena, protože rychlost dopředné a zpětné reakce s identické. Je důležité vyzdvihnout dynamiku rovnováhy, rychlost, s jakou se tvoří a spotřeba produktů a reaktantů je stejná, proto se koncentrace nebo parciální tlaky nemění se liší.
Pokud se podmínka vzdálí od rovnovážné situace, určité druhy budou převládat nad ostatními a odtud vzniká výraz, který dává do souvislosti rychlost přímé a inverzní reakce, Kc:
Předpokládejme výše uvedenou reakci:
![](/f/5ad4583ebbe629b7746f1870721a4a12.png)
Protože jsou Kd a Ki, konstanty reakční rychlosti jsou v dopředném nebo zpětném směru.
Opět, pokud Kc > 1, znamená to, že Ki je menší než Kd, takže existuje vysoký stupeň konverze produktů na reaktanty. V tomto případě je rovnováha posunuta směrem k produktům.
Opak nastane, pokud Kc<1, což znamená, že rychlost přímé reakce je nižší než rychlost nepřímé reakce a je málo spotřeba reaktantů se rovnováha posouvá směrem k reaktantům.
Kdežto, je-li Kc=1, jsou rychlosti stejné a systém je v rovnováze.
Je důležité definovat dva problémy: za prvé, hodnota této konstanty závisí výhradně na teplota a dále se mění podle velikosti použité k vyjádření koncentrací nebo tlaků produktů a reaktantů.
Konečně, zákon Chemická rovnováha se upravuje pro zředěné roztoky nebo plyny pod nízkým tlakem.