Химическое равновесие и его смещение

-> <-

Отношение К/К называется константой химического равновесия (обо­значается К_р), которая постоянна при данной температуре, зависит от темпе­ратуры и природы реагирующих веществ и не зависит от концентрации.

Химическое равновесие наступает при постоянстве внешних условий (давлении, концентрации, температуре). Изменение этих условий нарушает равновесие и вызывает увеличение скорости прямой или обратной реакции. Через некоторое время снова наступает равновесие. Переход реакционной системы от одного состояния равновесия к другому называется смещением (или сдвигом) химического равновесия.

Направление смещения химического равновесия при изменении кон­центрации реагирующих веществ, температуры и давления (в случаях газо­вых реакций) определяется общим положением, известным под названием принципа подвижного равновесия или принципа Ле Шателье. если на сис­тему, находящуюся в равновесии, оказать какое-либо внешнее воздействие (изменить концентрацию, температуру, давление), то равновесие сместит­ся в том направлении, где оказанное воздействие уменьшится.

Поясним это на примере следующей реакции:

ЗН₂ (_г) + N₂ (г) <^ 2NH₃ (г) ∆ Н = -92,4 кДж.

3 объема 1 объем 2 объема

Влияние концентрации на смещение равновесия. Если внешнее воздей­ствие выражается в увеличении концентрации азота или водорода (исходных веществ), равновесие смещается к аммиаку, т. е. в сторону прямой реакции, протекающей с получением продуктов реакции. Соответственно, увеличение концентрации аммиака смещает равновесие в сторону исходных веществ.

Влияние температуры на смещение равновесия. При повышении тем­пературы равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, проте­кающей с поглощением тепла, а при понижении температуры - в сторону эк­зотермической реакции, идущей с выделением тепла. В данном случае по­вышение температуры смещает равновесие в сторону обратной реакции, т. к. эта реакция идет с выделением тепла (АН < 0).

Влияние давления на смещение равновесия. Чтобы определить влияние давления на смещение равновесия, необходимо подсчитать число молей га­зообразных веществ в правой и левой частях уравнения. В приведенном при­мере в левой части уравнения содержится четыре моля газов, а в правой -один. Если понижать давление, то равновесие сместится в сторону возраста­ния числа молей газа (4 объема), т. е. в обратном направлении. Если увели­чить давление, то равновесие сместится в сторону меньшего объема (2 моль вещества), т. е. в прямом направлении.

Если же в уравнении обратимой реакции число молей газов в левой части равно числу молей в правой части, например,

N2 (г) + 0 2 (г) <^ 2NO (г)

то изменение давления не вызывает смещения химического равновесия.