Saskaņā ar vienu no klasifikācijām, ko izmanto ķīmisko procesu aprakstīšanai, pastāv divu veidu pretējas reakcijas – atgriezeniskas un
neatgriezenisks. Atgriezeniska reakcija nenotiek līdz galam, t.i. neviena no tajā nonākušajām vielām netiek pilnībā patērēta un nemaina koncentrāciju. Šāds process beidzas ar līdzsvara vai ķīmiskā līdzsvara nodibināšanu, ko apzīmē ar ⇌. Bet tiešās un apgrieztās reakcijas turpinās un turpinās, neapstājoties, tāpēc līdzsvaru sauc par dinamisku vai mobilu. Ķīmiskā līdzsvara iestāšanās norāda, ka reakcija uz priekšu notiek ar tādu pašu ātrumu (V1) kā apgrieztā (V2), V1 \u003d V2. Ja spiediens un temperatūra ir nemainīgi, tad līdzsvars šajā sistēmā var ilgt bezgalīgi.
Kvantitatīvi ķīmisko līdzsvaru raksturo līdzsvara konstante, kas ir vienāda ar tiešo (K1) un reverso (K2) reakciju konstantu attiecību. To var aprēķināt, izmantojot formulu: K=K1/K2. Līdzsvara konstantes rādītāji būs atkarīgi no reaģentu sastāva untemperatūra.
Ķīmiskā līdzsvara nobīde notiek saskaņā ar Le Šateljē principu, kas izklausās šādi: "Ja ārējie faktori iedarbojas uz sistēmu, kas atrodas līdzsvarā, tad līdzsvars tiks izjaukts un novirzīts pretējā virzienā. šīs izmaiņas."
Aplūkosim ķīmisko līdzsvaru un tā nobīdes nosacījumus, izmantojot amonjaka molekulas veidošanās piemēru: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.
Ņemot vērā šīs reakcijas vienādojumu, mēs nosakām:
- tiešā reakcija ir salikta reakcija, jo no 2 vienkāršām vielām veidojas 1 komplekss (amonjaks), un otrādi - sadalīšanās;
- tiešā reakcija notiek ar siltuma veidošanos, tāpēc tā ir eksotermiska, tāpēc otrādi ir endotermiska un turpinās ar siltuma absorbciju.
Tagad apsveriet šo vienādojumu ar nosacījumu, ka tiek mainīti noteikti parametri:
- Koncentrēšanās izmaiņas. Ja palielināsim sākotnējo vielu - slāpekļa un ūdeņraža - koncentrāciju un samazināsim amonjaka daudzumu, tad līdzsvars nobīdīsies pa labi, veidojot NH3. Ja jums tas jāpārvieto pa kreisi, palieliniet amonjaka koncentrāciju.
-
Temperatūras paaugstināšanās virzīs līdzsvaru uz reakciju, kurā siltums tiek absorbēts, un, kad tas tiek pazemināts, tas tiek atbrīvots. Tāpēc, ja amonjaka sintēzes laikā tiek paaugstināta temperatūra, tad līdzsvars novirzīsies uz izejas produktiem, t.i. pa kreisi un ar temperatūras pazemināšanos - pa labi, virzienā uz reakcijas produktu.
-
Ja palielināsietspiedienu, tad līdzsvars nobīdīsies uz to pusi, kur gāzveida vielu daudzums ir mazāks, un līdz ar spiediena pazemināšanos - uz to pusi, kur palielinās gāzu daudzums. NH3 sintēzē no 4 moliem N2 un 3H2 iegūst 2 NH3. Tāpēc, ja spiediens tiek palielināts, līdzsvars virzīsies uz labo pusi, veidojot NH3. Ja spiediens tiek samazināts, līdzsvars novirzīsies uz sākotnējiem produktiem.
ķīmiskais līdzsvars un tā pārvietošanās nosacījumi
Mēs secinām, ka ķīmisko līdzsvaru var izjaukt, palielinot vai samazinot:
- temperatūra;
- spiediens;
- vielu koncentrācija.
Kad kādā reakcijā tiek ievadīts katalizators, līdzsvars nemainās, t.i. ķīmiskais līdzsvars netiek izjaukts.
