(4.45), pinapalitan ang pagtatalaga ng mga konsentrasyon: A: [A]""[B]" = ?[D] /; p = 0.004; [H 2 O] p = 0.064; [CO 2 ]p = 0.016; [H 2] p \u003d 0.016,
Ano ang mga unang konsentrasyon ng tubig at CO? Sagot: Kp = 1; ref = 0.08 mol/l; [CO] ref = 0.02 mol/l.
Solusyon:
Ang equation ng reaksyon ay:
CO (g) + H 2 O (g) ⇔ CO 2 (g) + H 2 (g)
pare-pareho ang equation ang reaksyong ito ay may expression:
Kp = .
/ .
Ang pagpapalit ng data ng gawain sa expression, nakukuha namin:
K p = (0.016 .
0,016)/(0,004 .
0,064) = 1.
Upang mahanap ang mga paunang konsentrasyon ng mga sangkap H 2 O at CO, isinasaalang-alang namin na, ayon sa equation ng reaksyon, mula sa 1 mol ng CO at 1 mol ng H 2 O, 1 mol ng CO 2 at 1 mol ng H 2 ay nabuo. Dahil, ayon sa kondisyon ng problema, 0.016 mol CO 2 at 0.016 mol H 2 ay nabuo sa bawat litro ng system, pagkatapos ay 0.016 mol CO at H 2 O ang natupok. Kaya, ang nais na mga paunang konsentrasyon ay:
Ref \u003d [H 2 O] P + 0.016 \u003d 0.004 + 0.016 \u003d 0.02 mol / l;
[CO] ref \u003d [CO] P + 0.016 \u003d 0.064 + 0.016 \u003d 0.08 mol / l.
Sagot: Kp = 1; ref = 0.08 mol/l; [CO] ref = 0.02 mol/l.
Gawain 136.
Equilibrium constant ng isang homogenous na sistema:
CO (g) + H 2 O (g) ⇔ CO 2 (g) + H 2 (g)
sa ilang temperatura ay 1.00. Kalkulahin ang mga konsentrasyon ng equilibrium ng lahat ng mga reactant kung ang mga inisyal na konsentrasyon ay pantay (mol/l): [CO] ref = 0.10; [H 2 O] ref = 0.40.
Sagot: [CO 2] P \u003d [H 2] P \u003d 0.08; [CO]P = 0.02; [H 2 O] P = 0.32.
Solusyon:
Ang equation ng reaksyon ay:
CO (g) + H 2 O (g) ↔ CO 2 (g) + H 2 (g)
Sa equilibrium, ang mga rate ng pasulong at baligtad na mga reaksyon ay pantay, at ang ratio ng mga constant ng mga rate na ito ay pare-pareho at tinatawag na pare-pareho ang balanse ibinigay na sistema:
Tinutukoy namin sa pamamagitan ng x mol / l ang konsentrasyon ng balanse ng isa sa mga produkto ng reaksyon, kung gayon ang konsentrasyon ng balanse ng isa ay magiging x mol / l, dahil pareho silang nabuo sa parehong halaga. Ang mga konsentrasyon ng ekwilibriyo ng mga panimulang sangkap ay magiging:
[CO] ref = 0.10 – x mol/l; [H 2 O] ref = 0.40 - x mol / l. (dahil ang pagbuo ng x mol / l ng produkto ng reaksyon ay kumonsumo, ayon sa pagkakabanggit, x mol / l ng CO at H 2 O. Sa sandali ng equilibrium, ang konsentrasyon ng lahat ng mga sangkap ay magiging (mol / l): [CO 2 ] P \u003d [H 2] P \u003d x ; [CO] P \u003d 0.10 - x; [H 2 O] P \u003d 0.4 - x.
Pinapalitan namin ang mga halagang ito sa expression para sa equilibrium constant:
Ang paglutas ng equation, nakita namin ang x = 0.08. Mula rito ekwilibriyo ng konsentrasyon(mol/l):
[CO 2 ] P = [H 2 ] P = x = 0.08 mol/l;
[H 2 O] P \u003d 0.4 - x \u003d 0.4 - 0.08 \u003d 0.32 mol / l;
[CO] P \u003d 0.10 - x \u003d 0.10 - 0.08 \u003d 0.02 mol / l.
Gawain 137.
Ang equilibrium constant ng isang homogenous system N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 sa isang tiyak na temperatura ay 0.1. Ang mga konsentrasyon ng equilibrium ng hydrogen at ammonia ay 0.2 at 0.08 mol/l, ayon sa pagkakabanggit. Kalkulahin ang equilibrium at paunang konsentrasyon ng nitrogen. Sagot: P = 8 moles/l; ref = 8.04 mol/l.
Solusyon:
Ang equation ng reaksyon ay:
N 2 + ZN 2 ↔ 2NH 3
Tukuyin natin ang konsentrasyon ng ekwilibriyo ng N2 bilang x mol/L. Ang expression para sa equilibrium constant ng reaksyong ito ay:
Ipalit natin ang data ng problema sa pagpapahayag ng equilibrium constant at hanapin ang konsentrasyon N 2
Upang mahanap ang paunang konsentrasyon ng N 2, isinasaalang-alang namin na, ayon sa equation ng reaksyon para sa pagbuo ng 1 mol ng NH 3, ½ mol ng N 2 ang ginugol. Dahil, ayon sa kondisyon ng problema, 0.08 mol ng NH 3 ang nabuo sa bawat litro ng system, 0.08 .
1/2 \u003d 0.04 mol N 2. Kaya, ang nais na paunang konsentrasyon ng N 2 ay katumbas ng:
Ref \u003d P + 0.04 \u003d 8 + 0.04 \u003d 8.04 mol / l.
Sagot: P = 8 moles/l; ref = 8.04 mol/l.
Gawain 138.
Sa ilang temperatura, ang equilibrium ng isang homogenous na sistema
2NO + O 2 ↔ 2NO 2 ay itinatag sa mga sumusunod na konsentrasyon ng mga reactant (moles/l): p = 0.2; [O 2 ] p = 0.1; p = 0.1. Kalkulahin ang equilibrium constant at ang inisyal na konsentrasyon ng NO at O 2 . Sagot: K = 2.5; ref = 0.3 mol/l; [O 2 ] ex x = 0.15 mol/l.
Solusyon:
Equation ng reaksyon:
2NO + O 2 ↔ 2NO 2
Ekwilibriyong pare-pareho
Upang mahanap ang mga paunang konsentrasyon ng NO at O 2, isinasaalang-alang namin na, ayon sa equation ng reaksyon, 2 mol NO 2 ay nabuo mula sa 2 mol NO at 1 mol O2, pagkatapos ay 0.1 mol NO at 0.05 mol O 2 ang ginugol. Kaya, ang mga paunang konsentrasyon ng NO at O 2 ay pantay:
Ref = HINDI] p + 0.1 = 0.2 + 0.1 = 0.3 mol/l;
[O 2] ref \u003d [O 2] p + 0.05 \u003d 0.1 + 0.05 \u003d 0.15 mol / l.
Sagot: Kp = 2.5; ref = 0.3 mol/l; [O 2] ref = 0.15 mol / l.
Paglipat sa ekwilibriyo ng isang kemikal na sistema
Gawain 139.
Bakit nagbabago ang equilibrium ng system kapag nagbabago ang presyon?
N 2 + 3Н 2 ↔ 2NH 3 at, ang equilibrium ng N 2 + O 2 2NO system ay hindi nagbabago? Pangatwiranan ang iyong sagot batay sa pagkalkula ng rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon sa mga sistemang ito bago at pagkatapos ng pagbabago ng presyon. Sumulat ng mga expression para sa equilibrium constants ng bawat isa sa mga sistemang ito.
Solusyon:
a) Equation ng reaksyon:
N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3.
Ito ay sumusunod mula sa equation ng reaksyon na ang reaksyon ay nagpapatuloy sa isang pagbawas sa dami sa system (mula sa 4 na moles ng mga gas na sangkap, 2 moles ng isang gas na sangkap ay nabuo). Samakatuwid, na may pagbabago sa presyon sa sistema, ang pagbabago sa balanse ay masusunod. Kung tataasan mo ang presyon sa sistemang ito, kung gayon, ayon sa prinsipyo ng Le Chatelier, ang ekwilibriyo ay lilipat sa kanan, sa direksyon ng pagbaba ng volume. Kapag ang equilibrium sa system ay lumipat sa kanan, ang rate ng pasulong na reaksyon ay mas malaki kaysa sa rate ng reverse reaction:
pr>arr o pr \u003d k 3\u003e o br \u003d k 2.
Kung ang presyon sa sistema ay nabawasan, pagkatapos ang balanse ng sistema ay lilipat sa kaliwa, patungo sa pagtaas ng volume, pagkatapos kapag ang balanse ay lumipat sa kaliwa, ang rate ng direktang reaksyon ay magiging mas mababa kaysa sa rate ng direktang isa:
atbp<
обр
или (пр =
k
3 )< (обр
= k
2).
b) Equation ng reaksyon:
N2 + O2) ↔ 2NO. .
Ito ay sumusunod mula sa equation ng reaksyon na sa panahon ng reaksyon ay hindi sinamahan ng isang pagbabago sa dami, ang reaksyon ay nagpapatuloy nang hindi binabago ang bilang ng mga moles ng mga gas na sangkap. Samakatuwid, ang isang pagbabago sa presyon sa system ay hindi hahantong sa isang pagbabago sa balanse, kaya ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay magiging pantay:
pr \u003d arr \u003d o (pr k [O 2]) \u003d (arr \u003d k 2) .
Gawain 140.
Paunang konsentrasyon ref at [С1 2] ref sa isang homogenous na sistema
Ang 2NO + Cl 2 ↔ 2NOС1 ay 0.5 at 0.2 mol/l, ayon sa pagkakabanggit. Kalkulahin ang equilibrium constant kung ang 20% NO ay nag-react sa oras na maabot ang equilibrium. Sagot: 0.417.
Solusyon:
Ang equation ng reaksyon ay: 2NO + Cl 2 ↔ 2NOС1
Ayon sa kondisyon ng problema, 20% NO ang pumasok sa reaksyon, na 0.5 .
0.2 = 0.1 mol, ngunit 0.5 - 0.1 = 0.4 mol NO ay hindi gumanti. Ito ay sumusunod mula sa reaksyon equation na para sa bawat 2 moles ng NO, 1 mole ng Cl2 ay natupok, at 2 moles ng NOCl ay nabuo. Samakatuwid, ang 0.05 mol Cl 2 ay tumugon sa 0.1 mol NO at 0.1 mol NOCl ay nabuo. Ang 0.15 mol Cl 2 ay nanatiling hindi nagamit (0.2 - 0.05 = 0.15). Kaya, ang mga konsentrasyon ng balanse ng mga sangkap na kasangkot ay pantay (mol / l):
P = 0.4; p=0.15; p = 0.1.
Ekwilibriyong pare-pareho Ang reaksyong ito ay ipinahayag ng equation:
Ang pagpapalit sa expression na ito ng mga konsentrasyon ng balanse ng mga sangkap, nakuha namin.
Kunin natin ang pare-parehong ekwilibriyo para sa nababaligtad na mga reaksiyong kemikal (sa pangkalahatang anyo)
rate ng reaksyon sa likod:
Inilipat namin ang mga constant (rate constants) sa kaliwang bahagi ng equation, at ang mga variable (concentrations) sa kanang bahagi ng equation, i.e. Isinulat namin ang pagkakapantay-pantay na ito sa anyo ng isang proporsyon:
Kasama sa pagpapahayag ng pare-pareho ang mga konsentrasyon ng ekwilibriyo ng mga sangkap, na kinuha sa mga kapangyarihan na katumbas ng mga coefficient sa harap ng sangkap sa equation ng reaksyon.
Ang equilibrium constant ay sumasalamin sa lalim ng proseso. Kung mas malaki ang halaga ng equilibrium constant, mas mataas ang konsentrasyon ng mga produkto ng reaksyon sa sandali ng equilibrium, i.e. mas kumpleto ang reaksyon.
Ang pare-parehong balanse ay nakasalalay sa likas na katangian ng mga reactant, ngunit hindi nakasalalay sa pagkakaroon ng isang katalista, dahil pantay na pinabilis nito ang parehong pasulong at pabalik na mga reaksyon. Ang impluwensya ng iba pang mga kadahilanan (konsentrasyon ng mga sangkap, presyon ng gas at temperatura) sa halaga ng equilibrium constant ay susuriin sa ibaba gamit ang mga tiyak na halimbawa.
Isaalang-alang ang derivation ng expression para sa equilibrium constant sa mga partikular na halimbawa.
Halimbawa 2 para sa reaksyon: N 2(g) +3H 2(g) Û 2NH 3(g)
V pr \u003d k 1 3; V arr. = k 2 2 . Kung V pr \u003d V arr. , yun k 1 [ H 2 ] 3 = k 2 2 ,
.
Kung ang mga solidong sangkap ay lumahok sa reaksyon (heterogeneous system), kung gayon ang kanilang konsentrasyon ay hindi kasama sa pagpapahayag ng rate ng reaksyon (dahil nananatili itong pare-pareho sa bawat yunit ng ibabaw bawat yunit ng oras), at samakatuwid ay ang mga pare-parehong balanse.
Halimbawa 3 para sa reaksyon: C (tv.) + O 2 (g) Û CO 2 (g) ang chemical equilibrium constant ay magiging katumbas ng .
Halimbawa 4 Sa isang reversible chemical reaction A + 2B Û C naganap ang equilibrium sa mga sumusunod na konsentrasyon ng ekwilibriyo: [A] = 0.6 mol/l; [B] = 1.2 mol/l; [C] = 2.16 mol/l. Tukuyin ang equilibrium constant at ang mga inisyal na konsentrasyon ng substance A At SA.
Ang isang quantitative na katangian na nagpapakita ng direksyon ng reaksyon at ang pagbabago sa konsentrasyon ng mga sangkap ay tinatawag na equilibrium constant ng isang kemikal na reaksyon. Ang equilibrium constant ay depende sa temperatura at sa likas na katangian ng mga reactant.
Mababalik at hindi maibabalik na mga reaksyon
Ang lahat ng mga reaksyon ay maaaring nahahati sa dalawang uri:
- nababaligtad, sabay-sabay na dumadaloy sa dalawang magkasalungat na direksyon;
- hindi maibabalik dumadaloy sa parehong direksyon na may kabuuang pagkonsumo ng hindi bababa sa isang paunang sangkap.
Sa mga hindi maibabalik na reaksyon, ang mga hindi matutunaw na sangkap ay karaniwang nabuo sa anyo ng isang namuo o gas. Kabilang sa mga reaksyong ito ang:
- pagkasunog:
C 2 H 5 OH + 3O 2 → 2CO 2 + H 2 O;
- pagkabulok:
2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + H 2 O;
- koneksyon sa pagbuo ng isang precipitate o gas:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2NaCl.
kanin. 1. Pag-ulan ng BaSO 4 .
Ang mga nababagong reaksyon ay posible lamang sa ilalim ng ilang mga pare-parehong kondisyon. Ang orihinal na mga sangkap ay nagbibigay ng isang bagong sangkap, na agad na bumagsak sa mga bahagi nito at muling kinokolekta. Halimbawa, bilang resulta ng reaksyong 2NO + O 2 ↔ 2NO 2 nitric oxide (IV) ay madaling nabulok sa nitric oxide (II) at oxygen.
Punto ng balanse
Pagkatapos ng isang tiyak na oras, ang rate ng nababalik na reaksyon ay bumagal. Nakamit ang equilibrium ng kemikal - isang estado kung saan walang pagbabago sa konsentrasyon ng mga panimulang sangkap at mga produkto ng reaksyon sa paglipas ng panahon, dahil ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay katumbas. Ang equilibrium ay posible lamang sa mga homogenous na sistema, iyon ay, ang lahat ng tumutugon na sangkap ay alinman sa mga likido o gas.
Isaalang-alang ang chemical equilibrium sa halimbawa ng reaksyon ng pakikipag-ugnayan ng hydrogen sa yodo:
- direktang reaksyon -
H 2 + I 2 ↔ 2HI;
- reaksyon sa likod -
2HI ↔ H 2 + I 2 .
Sa sandaling ang dalawang reagents ay pinaghalo - hydrogen at yodo - ang hydrogen iodine ay hindi pa umiiral, dahil ang mga simpleng sangkap ay tumutugon lamang. Ang isang malaking bilang ng mga panimulang sangkap ay aktibong tumutugon sa isa't isa, kaya ang rate ng direktang reaksyon ay magiging maximum. Sa kasong ito, ang reverse reaction ay hindi nagpapatuloy, at ang rate nito ay zero.
Ang rate ng isang direktang reaksyon ay maaaring ipahayag nang grapiko:
ν pr = k pr ∙ ∙ ,
kung saan ang k pr ay ang rate constant ng direktang reaksyon.
Sa paglipas ng panahon, ang mga reagents ay natupok, ang kanilang konsentrasyon ay bumababa. Alinsunod dito, bumababa ang rate ng pasulong na reaksyon. Kasabay nito, ang konsentrasyon ng isang bagong sangkap, hydrogen iodide, ay tumataas. Kapag naipon, nagsisimula itong mabulok, at ang rate ng reverse reaction ay tumataas. Ito ay maaaring ipahayag bilang
ν arr = k arr ∙ 2 .
Ang hydrogen iodide ay squared, dahil ang coefficient ng molekula ay dalawa.
Sa ilang mga punto, ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay magkakapantay. Mayroong estado ng chemical equilibrium.
kanin. 2. Graph ng rate ng reaksyon laban sa oras.
Ang ekwilibriyo ay maaaring ilipat sa alinman sa mga panimulang materyales o patungo sa mga produkto ng reaksyon. Ang pag-alis sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na kadahilanan ay tinatawag na prinsipyo ng Le Chatelier. Ang balanse ay apektado ng temperatura, presyon, konsentrasyon ng isa sa mga sangkap.
Patuloy na pagkalkula
Sa isang estado ng balanse, ang parehong mga reaksyon ay nagpapatuloy, ngunit sa parehong oras, ang mga konsentrasyon ng mga sangkap ay nasa balanse (nabubuo ang mga konsentrasyon ng ekwilibriyo), dahil ang mga rate ay balanse (ν pr \u003d ν arr).
Ang ekwilibriyong kemikal ay nailalarawan sa pare-parehong ekwilibriyong kemikal, na ipinahayag ng formula ng buod:
K p \u003d k pr / k arr \u003d const.
Ang mga constant ng rate ng reaksyon ay maaaring ipahayag sa mga tuntunin ng ratio ng rate ng reaksyon. Kunin natin ang conditional equation ng reverse reaction:
aA + bB ↔ cC + dD.
Kung gayon ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay magiging pantay:
- ν inc = k inc ∙ [A] p a ∙ [B] p b
- ν arr = k arr ∙ [C] p c ∙ [D] p d .
Alinsunod dito, kung
ν pr \u003d ν arr,
k ex ∙ [A] p a ∙ [B] p b = k arr ∙ [C] p c ∙ [D] p d .
Mula dito maaari nating ipahayag ang ratio ng mga constants:
k arr / k inc = [C] p c ∙ [D] p d / [A] p a ∙ [B] p b .
Ang ratio na ito ay katumbas ng equilibrium constant:
K p = [C] p c ∙ [D] p d / [A] p a ∙ [B] p b .
kanin. 3. Ang formula para sa equilibrium constant.
Ang halaga ay nagpapakita kung gaano karaming beses ang rate ng pasulong na reaksyon ay mas malaki kaysa sa rate ng reverse reaksyon.
Ano ang natutunan natin?
Ang mga reaksyon depende sa mga huling produkto ay inuri sa baligtarin at hindi maibabalik. Ang mga nababalikang reaksyon ay nagpapatuloy sa parehong direksyon: ang mga panimulang materyales ay bumubuo ng mga huling produkto, na nabubulok sa mga panimulang sangkap. Sa panahon ng isang reaksyon, ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay balanse. Ang estadong ito ay tinatawag na chemical equilibrium. Maaari itong ipahayag bilang ratio ng produkto ng mga konsentrasyon ng ekwilibriyo ng mga produkto ng reaksyon sa produkto ng mga konsentrasyon ng ekwilibriyo ng mga panimulang materyales.
Pagsusulit sa paksa
Pagsusuri ng Ulat
Average na rating: 4.8. Kabuuang mga rating na natanggap: 272.
Sa kimika, ang estado ng balanse ay nagpapakilala sa karamihan ng mga sistema ng gas at likido, pati na rin ang isang malaking grupo ng mga matitigas na haluang metal. Samakatuwid, ang mga batas ng chemical equilibrium ay may malaking praktikal na kahalagahan. Kapag pinag-aaralan ang equation para sa enerhiya ng Gibbs, napag-alaman na ang mga estado ay maaaring lumitaw sa mga thermodynamic system kapag ang mga prosesong magkasalungat na direksyon ay nangyayari nang sabay-sabay, ngunit ang estado ng sistema sa kabuuan ay nananatili sa equilibrium, i.e. ang mga parameter nito ay hindi nagbabago (A= 0). Ang katatagan ng mga parameter ng system sa oras, gayunpaman, ay isang kinakailangan ngunit hindi sapat na kondisyon para sa tunay na ekwilibriyong kemikal. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang mga parameter ng mga system kung saan ang mga reaksyon ng uri
Halimbawa, ang isang halo ng gas na ammonia na may hangin ay hindi nagbabago sa paglipas ng panahon. Gayunpaman, sapat na upang ipakilala ang isang pinainit na katalista - chromium oxide Cr 2 O e - sa halo na ito, habang nagsisimula ang reaksyon, na humahantong sa pagbuo ng nitrogen dioxide M0 2:
Ang pagkalkula ayon sa Gibbs-Helmholtz equation ay nagpapakita na para sa reaksyong ito AG 2 ° 98 0 at ito ay kabilang sa mga reaksyon ng uri (11.1). Kaya, sa kasong ito, hindi namin nakikitungo tunay na balanse sa sistema, ngunit lamang inhibited (metastable) na estado.
Ang reaksyon ng modelo na naglalarawan ng tunay na mga sistema ng ekwilibriyo ay magiging
Ang isang partikular na halimbawa ng isang tunay na equilibrium homogeneous system ay isang may tubig na solusyon na inihanda mula sa dalawang salts: iron(III) chloride FeCl 3 at potassium thiocyanate KCNS at naglalaman ng apat na substance. Bilang karagdagan sa mga ipinahiwatig na reagents, naglalaman din ito ng dalawang mga produkto ng reaksyon - iron thiocyanate) Fe (CNS) 3 at potassium chloride KSL:
Ang ganitong uri ng reaksyon ay tinatawag kinetically inverted, dahil ang mga ito ay dumadaloy pareho sa pasulong at sa kabaligtaran na direksyon sa anumang estado ng system. Sa hanay ng mga parameter, kapag ang mga rate ng pasulong at baligtad na mga reaksyon ay naging pantay, ang system ay nagiging thermodynamically reversible. Samakatuwid, ang isa ay madalas na nagsasalita ng reversibility ng naturang mga reaksyon nang hindi tinukoy kung aling uri ng reversibility ang ibig sabihin. Ang pagbabago sa enerhiya ng Gibbs sa mga sistema kung saan nagaganap ang mga reaksyon ng uri (11.1) at (11.2) ay maaaring katawanin ng isang diagram (Larawan 11.2).
kanin. 11.2.
Ang abscissa axis ng diagram ay nagpapakita ng komposisyon ng system (nagbabago ito mula sa mga purong reagents A; B sa paunang (paunang) estado, sa mga purong reaksyong produkto P; R sa panghuling (con) na estado) sa mga mole fraction ng X, bawat bahagi, at sa ordinate axis - ang halaga ng enerhiya ng Gibbs para sa pinaghalong kasalukuyang komposisyon. Tulad ng sumusunod mula sa diagram, para sa isang reaksyon ng uri (11.1), ang pag-asa ng enerhiya ng Gibbs sa komposisyon ay monotoniko. Ang halaga C ng system ay bumababa habang nagpapatuloy ang proseso, at ang halaga D, C (index G binibigyang-diin na ang pagbabagong ito sa enerhiya ng Gibbs para sa isang kemikal na reaksyon), na katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng mga enerhiya ng Gibbs sa una at huling mga estado, ay palaging negatibo.
Para sa isang reaksyon ng uri (11.2), ang larawan ay naiiba. Ang halaga C ng system sa diagram na ito ay may pinakamababa, at ang buong diagram ay nahahati sa dalawang lugar: sa kaliwa ng punto Z habang nagpapatuloy ang proseso, ang halaga ts.fi(pagbabago sa enerhiya ng Gibbs para sa isang direktang (pr) na reaksyon) ay negatibo, at sa kanan ng punto Z habang nagpapatuloy ang proseso, ang halaga ng AG ay negatibo (? arr (pagbabago sa enerhiya ng Gibbs para sa reverse (arr) na reaksyon). Point Z ay ang punto ng balanse - sa loob nito at A g C pr, at A; .C oG)p ay katumbas ng zero. Komposisyon ng system sa isang punto Z tinawag balanseng komposisyon. Ang estado ng ekwilibriyo sa isang punto Z sa chemical thermodynamics ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang espesyal na halaga - pare-pareho ang balanse
Siya Yaravn-
Ang equilibrium constant para sa estado ng system sa pare-pareho ang temperatura meron pare-pareho halaga. Ang equilibrium constant ay maaaring ipahayag sa mga tuntunin ng iba't ibang mga parameter ng system, na makikita ng mga indeks: K s(sa pamamagitan ng molar concentrations), K x(sa pamamagitan ng mga mole fraction), K r(sa pamamagitan ng partial pressures), atbp. Ang algorithm para sa pagbuo ng isang expression para sa equilibrium constant ay simple: ito ay katumbas ng isang fraction, sa numerator kung saan ay ang produkto ng mga parameter ng balanse (concentrations, partial pressures, mole fractions, atbp. .) ng mga produkto ng reaksyon sa mga kapangyarihan na katumbas ng mga stoichiometric coefficient ng mga kaukulang sangkap, at sa denominator - isang katulad na produkto para sa mga reagents.
Isaalang-alang ang ekspresyon para sa reaksyon ng modelo (11.2):
Ang formula ng isang sangkap na nakapaloob sa mga square bracket ay nagpapahiwatig ng konsentrasyon ng molar ng sangkap sa system. Kapag malinaw sa konteksto na pinag-uusapan natin ang isang estado ng ekwilibriyo, ang index na "pantay" ay tinanggal. Ang mga tampok ng anyo ng pagsulat ng mga equilibrium constants sa kaso ng mga heterogenous system ay isasaalang-alang mamaya sa kabanatang ito. Kung ang ilang bahagi sa system ay isang solid, kung gayon ang konsentrasyon nito ay isang pare-parehong halaga, ito ay inililipat sa kaliwang bahagi at kasama sa pare-pareho ang balanse. Sa kasong ito, ang naturang bahagi ay hindi kinakatawan sa analytical expression.
Analytically, ang equilibrium constants ng iba't ibang uri ay nauugnay sa isa't isa tulad ng sumusunod:
Kasabay nito, gaano man ang K ay ipinahayag, ito ay isang parameter ng system at hindi nakasalalay sa posisyon ng punto. Z. Ang puntong ito ay mobile at depende sa paraan ng paghahanda ng system, na maaaring ma-verify sa pamamagitan ng eksperimento. Kung babaguhin mo ang ratio ng mga bahagi sa paunang estado, halimbawa, magdagdag ng mga bahagi O at E (mga produkto ng reaksyon) sa system, pagkatapos ay ang posisyon ng punto Z lilipat sa kaliwa, ngunit kung idagdag mo ang mga sangkap A at B (reagents), pagkatapos ay sa kanan. Sa ibaba ay isinasaalang-alang namin ang gayong pagbabago sa posisyon ng punto ng balanse ng sistema batay sa ang prinsipyo ng Le Chatelier-Brown.
Ang mga equilibrium constant ay maaaring parehong dimensional at walang dimension na dami. Ang dimensyon ng equilibrium constant ay tinutukoy ng dimensyon ng dami kung saan ito ipinahayag (konsentrasyon, bahagyang presyon, atbp.), At katumbas ng dimensyong ito sa isang antas na katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng mga coefficient ng pangwakas at paunang mga bahagi ng reaksyon:
Ang equilibrium constant ay nakasulat bilang isang fraction, ang numerator kung saan kasama ang mga parameter ng mga produkto ng reaksyon, at ang denominator - ang mga parameter ng mga paunang sangkap. Ito ay pinaka-maginhawa upang ipahayag ang equilibrium constant sa mga tuntunin ng mga praksyon ng nunal (sa kasong ito, wala itong dimensyon):
Para sa mga prosesong kinasasangkutan ng mga gaseous na bahagi, maginhawang ipahayag ang equilibrium constant sa mga tuntunin ng bahagyang pressures ng mga gaseous na bahagi:
Ang pagpapahayag ng pare-parehong balanse sa mga tuntunin ng mga konsentrasyon ng molar ay maginhawa para sa mga proseso sa isang pare-parehong dami o sa mga solusyon (kung ang dami ng mga solusyon ay nananatiling halos pare-pareho):
Kung ang proseso ay nagpapatuloy nang hindi binabago ang bilang ng mga moles (Dy = 0), kung gayon ang lahat ng mga expression ng equilibrium constants ay nag-tutugma:
Sa kasong ito, ang lahat ng equilibrium constants ay nagiging walang sukat.