Химическое равновесие. Смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье

Химическое равновесие – это равновесий скоростей прямой и обратной реакций.

Химическое равновесие имеет динамический характер. Скорость реакции (число частиц, образующихся в единицу времени и единице объема) в прямом направлении равна скорости реакции в обратном направлении. В условиях химического равновесия концентрации (или парциальные давления в случае газов) исходных веществ и продуктов реакции не изменяются во времени и называются равновесными концентрациями (или парциальными давлениями) веществ. В дальнейшем равновесные концентрации будем обозначать символом вещества в квадратных скобках.

Итак, термодинамическим условием химического равновесия является равенство энергии Гиббса химической реакции нулю, т.е. dG = 0 Константа химического равновесия. dG° = -RT ln([L] l [M]m / [D]d [В]b),[L], [M], [D], [В]равновесные концентрации соответствующих веществ; l, т, d и b показатели степени, равные стехиометрическим коэффициентам. Эти уравнения являются вариантами математического выражения закона действующих масс, открытого норвежскими учены­ми К.Гульдбергом и П.Вааге (1867). Закон действующих масс может быть сформулирован в следующем виде: отношение произведения равновесных концентраций продуктов реакции в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, к произведению равновесных концентраций исходных веществ в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, при Т = const является величиной постоянной.

Принцип Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействие, то равновесие смещается в таком направлении, которое ослабляет внешнее воздействие.

1. увеличивается концентрация исходных веществ – равновесие смещается вправо; увеличивается концентрация продуктов реакции – равновесие смещается влево.

2. ↑ давление, то равновесие смещается в сторону где меньше число молей газа; ↑ давление исходных веществ – вправо; ↑ давление продуктов реакции – влево.

3. ↑ температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции.

4. ↑ объем исходных веществ (концентрация уменьшается) – влево; ↑ объем продуктов реакции (концентрация уменьшается) – вправо.

5. в гетерогенных реакциях – концентрация твердых веществ не учитывается.