В Химия. Учеб. пособие. Химическое равновесие и его смещение

-71-

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И РАВНОВЕСИЕ

Химическое равновесие и его смещение

Задача. Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной ре­акции в системе

2S02(г) + 02(г) <^ 2S03(г)

если объем газовой смеси уменьшить в три раза? В какую сторону сместится равновесие системы?

Решение. Обозначим концентрации реагирующих веществ:

[S0₂] = а, [0₂] = в, [S0₃] = с.

Согласно закону действия масс, скорости прямой V_пр и обратной V_обр реакций до изменения объема составят

V_пр = k i • а² • в; V_обр = k₂ • с².

После уменьшения объема гомогенной системы в три раза концентра­ция каждого из веществ увеличится в три раза:

[S0₂] = За, [0₂] = Зв, [S0₃] = Зс.

Тогда изменившиеся скорости реакций прямой V'_пр и обратной V'_обр будут равны:

V'_пр = ki3[а]² • 3[в] = 27ка² • в; V'_обр = к₂(3с)² = 9к₂ • с².

Сопоставим скорости реакций до и после увеличения концентрации веществ:

V ' 27k, а²в V_{о бр} 9k ₂ ²

— = -~ — = 27, — = су= 9.

V_пр kjа в V_обр k₂с

Значит, скорость прямой реакции увеличилась в 27 раз, а обратной -в 9 раз. Равновесие системы сместилось в сторону образования S0₃.

Следует заметить, что все катализаторы одинаково ускоряют как пря­мую, так и обратную реакции и поэтому на смещение равновесия влияния не оказывают, а только способствуют более быстрому его достижению.

Фазовые равновесия

Равновесие процесса перехода вещества из одной фазы в другую без изменения химического состава называется фазовым равновесием. Приме­рами фазовых равновесий являются следующие процессы:

плавление испарение

Твердое вещество «* Жидкость «» Газ (пар).

кристаллизация конденсация

В Химия. Учеб. пособие

-72-

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И РАВНОВЕСИЕ