Вопрос 22 химическое равновесие. Принцип ЛеШаталье

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ – состояние химической системы, при котором возможны реакции, идущие с равными скоростями в противоположных направлениях. При химическом равновесии концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем.Химические реакции разделяются на обратимые и необратимые.

Необратимыми называются реакции, которые протекают только в одном напровлении. Условиями их протекания являются следующие факторы:

1) Выпадения осадка.

2) Выделение газа.

3) Образования малодиссоциированного соединения (например, воды).

4)Выделения большого количества тепла.

Обратимыми называются реакции, которые протекают одновременно в прямом и обратном направлениях.Химическое равновесие – это состояние системы, при котором скорости прямой и обратной реакций равны!Отношение произведения молярных концентраций продуктов реакции, взятых в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам, к такому же произведению молярных концентраций исходных веществ, есть величина постоянная при постоянной температуре.

2. Принцип ЛеШателье. Принцип Ле-Шателье: Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить концентрацию, температуру, давление), то равновесие сместится в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие.

Положение равновесия можно смещать за счёт изменения концентрации исходных веществ и продуктов реакции.Уменьшение температуры смещает равновесие в сторону экзотермической реакции. Для реакции с участием газообразных веществ при повышении давления равновесие смещается в сторону уменьшения числа молей газа. Чтобы легче понять принцип ЛеШателье, рассмотрим простую химическую реакцию. Два вещества (реактивы) взаимодействуют друг с другом, в результате взаимодействия образуется третье вещество (продукт), которое стремится к расщеплению на исходные вещества. Это можно изобразить в виде следующего уравнения:

A + B <—> C

Двойная стрелка обозначает обратимую реакцию. При протекании прямой реакции слева направо происходит образование вещества C из веществ A и B. В случае обратной реакции (справа налево) вещество C расщепляется на вещества A и B. Когда эта система находится в химическом равновесии, скорости прямой и обратной реакций одинаковы — в одной точке данной системы образуется молекула вещества C, а где-то в другом месте другая молекула вещества С распадается.Если в систему добавить избыток вещества A, равновесие временно нарушится, так как вырастет скорость образования вещества C. Но чем быстрее будет расти концентрация вещества C, тем быстрее оно будет расщепляться — пока снова не будет достигнуто равновесие между прямой и обратной реакциями. Тогда скорость образования вещества C из веществ A и B сравняется со скоростью расщепления вещества С на вещества A и B.Действие принципа ЛеШателье можно проследить на примере изменения химического состава дождя или растворения шипучей антацидной (снижающей кислотность желудочного сока) таблетки в воде. В обоих случаях в химической реакции участвуют углекислый газ (CO2), вода(H2O) и угольная кислота (H2CO3):CO2 + H2O <—> H2CO3

Когда дождевая капля попадает в воздух, она поглощает углекислый газ, и концентрация в левой части реакции возрастает. Для поддержания равновесия образуется большее количество угольной кислоты. В результате дождь становится кислотным (см. Кислотный дождь). Добавление углекислого газа смещает равновесие реакции вправо. Противоположная реакция происходит при опускании в воду таблетки антацида (вещества, нейтрализующего кислоту). Бикарбонат натрия (антацид) вступает в реакцию с водой, и образуется угольная кислота, что приводит к увеличению концентрации вещества в правой части реакции. Чтобы восстановилось равновесие, угольная кислота разлагается на воду и углекислый газ, который мы и наблюдаем в виде пузырьков.