Определение скорости реакции и химического равновесия

Все химическая реакция имеет определенную непосредственность по отношению к нему Остаток средств, а для его исследования сделаем это через знак ∆G, Энергия Гиббса, что означает, что по значению этой величины мы можем предсказать, произойдет ли реакция в определенном направлении или нет.

Изменение свободной энергии Гиббса выражается, как правило, при стандартных условиях как разница между энергиями продуктов и реагентов также в стандартном состоянии:

Принимая во внимание, что если реакция происходит в нестандартных условиях, соотношение между ∆Gº и ∆G определяется следующим выражение:

Где Q - коэффициент реакции.

Чтобы понять значение скорость реакции и химического равновесия мы должны изучить знак ∆G:

Если ∆G отрицательно, это означает, что реакция является спонтанной (происходит) в прямом смысле.

Если ∆G положительно, это означает, что реакция не является спонтанной (не происходит) в прямом смысле.

Тогда как, если ∆G = 0, изменений не будет, так как система находится в равновесии, и, как уже упоминалось, скорость Скорость прямой реакции равна скорости косвенной реакции. Это означает, что коэффициент реакции Q равен константе равновесия K, поэтому нет тенденции в пользу определенного направления реакции.

Поскольку Q определяется как:

Для общей реакции:

В то время как K принимает ту же форму, но с равновесными концентрациями.

Если мы вернемся к случаю, когда ∆G отрицательно, это означает, что коэффициент реакции Q меньше, чем K (константа равновесие), означает, что концентрации продукта ниже, чем они должны быть, если бы реакция протекала в Остаток средств. Следовательно, с точки зрения спонтанности, он становится спонтанным в прямом смысле слова.

Принимая во внимание, что, если ∆G положительно, будет преобладание продуктов над теми, которые должны были бы существовать, если бы система находилась в равновесии, с Q больше, чем K. Следовательно, реакция происходит самопроизвольно в обратном направлении.

Следует отметить, что строгое определение Q и K дается с точки зрения активности продуктов и реагентов, определяя активность с точки зрения концентрации или давления как:

Хорошо:

Отсюда следует, что и Q, и K безразмерны и могут увеличиваться как по концентрациям, так и по парциальным давлениям.

Когда концентрации или парциальные давления продуктов и реагентов остаются постоянными с течением времени, возникает ситуация. химическое равновесие, поскольку ситуация динамического равновесия достигается, потому что скорость прямой и обратной реакции с идентичный. Важно подчеркнуть динамичность равновесия, скорость, с которой они формируются, и потребление продуктов и реагентов одинаковое, поэтому концентрации или парциальные давления не совпадают. различается.

Если условие уходит от ситуации равновесия, одни виды будут преобладать над другими, и отсюда возникает выражение, которое связывает скорость прямой и обратной реакции, Kc:

Предположим реакцию, показанную выше:

Где Kd и Ki - константы скорости реакции в прямом или обратном направлении соответственно.

Опять же, если Kc> 1, это означает, что Ki меньше Kd, следовательно, существует высокая степень превращения продуктов в реагенты. В этом случае равновесие смещается в сторону продуктов.

Обратное происходит, если Kc <1, что означает, что скорость прямой реакции меньше, чем скорость косвенной реакции, и потребление реагентов равновесие смещено в сторону реагентов. Тогда как, если Kc = 1, скорости равны и система находится в равновесии. Важно определить две проблемы: во-первых, значение этой константы зависит исключительно от температура и, в свою очередь, варьируется в зависимости от величины, используемой для выражения концентраций или давлений продуктов и реагентов. Наконец, закон Химическое равновесие приспосабливается к разбавленным растворам или газам под низким давлением.

Темы скорости реакции и химического равновесия