Cheminės pusiausvyros apibrėžimas

1. Stabilumo sąlyga, esanti grįžtamose reakcijose, kai tiesioginės ir atvirkštinės reakcijos greitis visada išlieka toks pat.

Katė. gramatinės: vyriškos giminės daiktavardis
skiemenimis: e-qui-li-brio + quí-mi-co.

Cheminis balansas

Vyksta reakcija pusiausvyrą cheminė medžiaga, kai reakcijos greitis tiesioginis yra lygus greitis atvirkštinė reakcija. Visi cheminė reakcija turi tam tikrą spontaniškumą pusiausvyros link, ir norėdami jį ištirti, mes tai darome per ∆G ženklą, Energija Gibbs free, o tai reiškia, kad pagal šio dydžio vertę galime numatyti, ar reakcija įvyks tam tikra kryptimi, ar ne.

Gibso laisvosios energijos kitimas paprastai išreiškiamas standartinėmis sąlygomis kaip produktų ir reagentų energijų skirtumas, taip pat standartinėje būsenoje:

Nors, jei reakcija vyksta nestandartinėmis sąlygomis, santykis tarp ∆Gº ir ∆G nustatomas taip: išraiška:

kur Q yra reakcijos koeficientas.

Norėdami suprasti reakcijos greičio ir cheminės pusiausvyros pasekmes, turime ištirti ∆G ženklą:

Jei ∆G yra neigiamas, tai reiškia, kad reakcija yra spontaniška (vyksta) tiesiogine prasme.

Jei ∆G teigiamas, tai reiškia, kad reakcija nėra spontaniška (nevyksta) tiesiogine prasme.

Tuo tarpu, jei ∆G=0, pokyčių nebus, nes sistema yra pusiausvyroje ir, kaip jau minėta, tiesioginės reakcijos greitis yra lygus netiesioginės reakcijos greičiui. Tai reiškia, kad reakcijos koeficientas Q yra lygus pusiausvyros konstantai K, todėl nėra tendencijos teikti pirmenybę konkrečiai reakcijos krypčiai.

Kadangi Q apibrėžiamas taip:

Dėl bendros reakcijos:

Nors K įgauna tą pačią formą, bet su pusiausvyros koncentracija.

Jei grįšime į atvejį, kai ∆G yra neigiamas, tai reiškia, kad reakcijos koeficientas Q yra mažesnis už K (konstanta pusiausvyra), reiškia, kad produkto koncentracija yra mažesnė nei turėtų būti, jei reakcija vyktų. pusiausvyrą. Todėl spontaniškumo požiūriu jis tampa spontanišku tiesiogine prasme.

Tuo tarpu, jei ∆G yra teigiamas, produktų vyrauja daugiau nei turėtų būti, jei sistema būtų pusiausvyroje, o Q bus didesnis nei K. Todėl reakcija yra spontaniška atvirkštine kryptimi.

Reikėtų pažymėti, kad griežtas Q ir K apibrėžimas pateikiamas atsižvelgiant į produktų ir reagentų aktyvumą, apibrėžiant aktyvumą pagal koncentraciją arba slėgį:

O gerai:

Iš čia atsiranda, kad tiek Q, tiek K yra be matmenų ir gali būti vertinami tiek koncentracijomis, tiek daliniu slėgiu.

Kai produktų ir reagentų koncentracija arba dalinis slėgis laikui bėgant išlieka pastovus, susidaro situacija cheminė pusiausvyra, o dinaminės pusiausvyros padėtis pasiekiama dėl tiesioginės ir atvirkštinės reakcijos su identiški. Svarbu pabrėžti balanso dinamiškumą, jų formavimosi greitį ir suvartoti produktai ir reagentai yra vienodi, todėl koncentracijos ar dalinis slėgis nėra tai skiriasi.

Jei sąlyga nutolsta nuo pusiausvyros situacijos, tam tikros rūšys dominuos prieš kitas ir iš ten atsiranda išraiška, kuri sieja tiesioginės ir atvirkštinės reakcijos greitį Kc:

Tarkime, kad reakcija matoma aukščiau:

Būdamos Kd ir Ki, reakcijos greičio konstantos atitinkamai į priekį arba atgal.

Vėlgi, jei Kc> 1, tai reiškia, kad Ki yra mažesnis nei Kd, todėl produktai yra labai paverčiami reagentais. Šiuo atveju pusiausvyra perkeliama į produktus.

Atvirkščiai atsitinka, jei Kc<1, o tai reiškia, kad tiesioginės reakcijos greitis yra mažesnis nei netiesioginės reakcijos greitis ir yra mažai vartojimo reagentų pusiausvyra pasislenka link reagentų.

Tuo tarpu, jei Kc = 1, greičiai yra lygūs ir sistema yra pusiausvyroje.

Svarbu apibrėžti du klausimus: pirma, šios konstantos reikšmė priklauso tik nuo temperatūros ir, savo ruožtu, skiriasi pagal dydį, naudojamą produktų ir reagentų koncentracijai arba slėgiui išreikšti.

Galiausiai, įstatymas Cheminė pusiausvyra prisitaiko prie atskiestų tirpalų ar dujų, veikiančių žemo slėgio.