ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ Лекция 8 Шагалов Владимир Владимирович

ХИМИЧЕСКОЕ
РАВНОВЕСИЕ
Лекция 8
Шагалов Владимир Владимирович
Скорость химической реакции
Скорость химической реакции – это количество
молекул данного вида, которое реагирует в единицу
времени
lL + mM → cC + dD
Скорость различных реакций можно сравнивать,
если относить скорость реакции к единице объема
2
Шагалов Владимир Владимирович
Категории гетерогенных реакций
 Реакции с постоянной скоростью
Происходит между твердым веществом и жидкостью при условии, что:
а) концентрация реагентов постоянна
б) поверхность твердого вещества не изменяется в течение процесса
 Реакции, скорость которых уменьшается со временем
Происходит за счет:
а) снижения концентрации одного из реагентов
б) уменьшения площади поверхности одного из реагентов
в) образования защитной пленки продуктов реакции на поверхности
твердого реагента
 Реакция, скорость которых увеличивается со временем
Автокаталитические реакции, в которых продукт реакции реагирует с
исходным веществом
3
Шагалов Владимир Владимирович
Параметры влияющие на протекание
реакции
 Влияние концентрации реагентов
Если одним из реагентов является газ, то необходимо знать влияние
давления, чтобы эффективно использовать сосуды высокого давления
 Влияние температуры
Некоторые гетерогенные реакции значительно ускоряются с
повышением температуры
 Влияние перемешивания или скорости потока газа
 Влияние размеров
4
Шагалов Владимир Владимирович
Основной постулат химической
кинетики
Константа скорости химической реакции есть
скорость этой реакции при условии, что
концентрации реагирующих веществ постоянны и
равны единице. Константу скорости иногда называют
удельной скоростью химической реакции
5
Шагалов Владимир Владимирович
ОБРАТИМЫЕ И НЕОБРАТИМЫЕ
РЕАКЦИИ
Химические реакции
обратимые
необратимые
Примеры:
Примеры:
H2 + N2  NH3
(NH4)2U2O7 →NH3 +H2O +UO3
U + H2  UH3
UO2C2O4 → U3O8 + CO2 +CO
UO2SO4 + H2SO4  H2[UO2(SO4)2]
6
Шагалов Владимир Владимирович
Обратимые и необратимые реакции
Реакции, протекающие одновременно в двух
противоположных направлениях, называются
обратимыми.
Равновесным называются состояние системы,
которые при постоянных внешних условиях не
изменяются во времени.
7
Шагалов Владимир Владимирович
Закон действующих масс
1867 г. Като Максимилан Гульдберг и Петер Вааге
При постоянных Т и Р отношение произведения [ ]
продуктов реакции в степенях = стехиометрическим
коэффециэнтам, к произведению [ ] исходных веществ
в соответствующих степенях, является постоянной
величиной, называемой константой равновесия.
8
Шагалов Владимир Владимирович
Константа равновесия
Запишем реакцию в общем виде:
aA + bB  cC + dD
[C ]c  [ D]d
KС 
[ A]a  [ B]b
Примеры:
UO3 + H2SO4 → UO2SO4 +H2O
UO3 + 2HCI → UO2CI2 +H2O
9
Шагалов Владимир Владимирович
Принцип Ле Шателье
В 1884 г. Ле Шателье сформулировал общий
принцип смещения равновесия:
Если на систему, находящуюся в состоянии
равновесия, подействовать извне, то равновесие
смещается в сторону уменьшения произведённого
воздействия
10
Шагалов Владимир Владимирович
Принцип Ле Шателье
Из принципа следует, что:
 Увеличение T смещает равновесие в сторону
протекания эндотермического процесса
 Увеличение P (для газофазных реакций) смещает
равновесие в сторону меньшего V
 Увеличение концентрации одного из исходных
веществ смещает равновесие в сторону образования
продуктов реакции и наоборот
11
Шагалов Владимир Владимирович