Лекция 8 Шагалов Владимир Владимирович ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

Шагалов Владимир Владимирович 2 Скорость химической реакции Скорость химической реакции – это количество молекул данного вида, которое реагирует в единицу времени lL + mM cC + dD Скорость различных реакций можно сравнивать, если относить скорость реакции к единице объема

Шагалов Владимир Владимирович 3 Категории гетерогенных реакций Реакции с постоянной скоростью Происходит между твердым веществом и жидкостью при условии, что: а) концентрация реагентов постоянна б) поверхность твердого вещества не изменяется в течение процесса Реакции, скорость которых уменьшается со временем Происходит за счет: а) снижения концентрации одного из реагентов б) уменьшения площади поверхности одного из реагентов в) образования защитной пленки продуктов реакции на поверхности твердого реагента Реакция, скорость которых увеличивается со временем Автокаталитические реакции, в которых продукт реакции реагирует с исходным веществом

Шагалов Владимир Владимирович 4 Параметры влияющие на протекание реакции Влияние концентрации реагентов Если одним из реагентов является газ, то необходимо знать влияние давления, чтобы эффективно использовать сосуды высокого давления Влияние температуры Некоторые гетерогенные реакции значительно ускоряются с повышением температуры Влияние перемешивания или скорости потока газа Влияние размеров

Шагалов Владимир Владимирович 5 Основной постулат химической кинетики Константа скорости химической реакции есть скорость этой реакции при условии, что концентрации реагирующих веществ постоянны и равны единице. Константу скорости иногда называют удельной скоростью химической реакции

Шагалов Владимир Владимирович 6 обратимые Примеры: H 2 + N 2 NH 3 U + H 2 UH 3 UO 2 SO 4 + H 2 SO 4 H 2 [UO 2 (SO 4 ) 2 ] необратимые Примеры: (NH 4 ) 2 U 2 O 7 NH 3 +H 2 O +UO 3 UO 2 C 2 O 4 U 3 O 8 + CO 2 +CO ОБРАТИМЫЕ И НЕОБРАТИМЫЕ РЕАКЦИИ Химические реакции

Шагалов Владимир Владимирович 7 Обратимые и необратимые реакции Реакции, протекающие одновременно в двух противоположных направлениях, называются обратимыми. Равновесным называются состояние системы, которые при постоянных внешних условиях не изменяются во времени.

Шагалов Владимир Владимирович 8 Закон действующих масс 1867 г. Като Максимилан Гульдберг и Петер Вааге При постоянных Т и Р отношение произведения [ ] продуктов реакции в степенях = стехиометрическим коэффициентам, к произведению [ ] исходных веществ в соответствующих степенях, является постоянной величиной, называемой константой равновесия.

Шагалов Владимир Владимирович 9 Константа равновесия Запишем реакцию в общем виде: aA + bB cC + dD Примеры: UO 3 + H 2 SO 4 UO 2 SO 4 +H 2 O UO 3 + 2HCI UO 2 CI 2 +H 2 O

Шагалов Владимир Владимирович 10 Принцип Ле Шателье В 1884 г. Ле Шателье сформулировал общий принцип смещения равновесия: Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, подействовать извне, то равновесие смещается в сторону уменьшения произведённого воздействия

Шагалов Владимир Владимирович 11 Из принципа следует, что: Увеличение T смещает равновесие в сторону протекания эндотермического процесса Увеличение P (для газофазных реакций) смещает равновесие в сторону меньшего V Увеличение концентрации одного из исходных веществ смещает равновесие в сторону образования продуктов реакции и наоборот Принцип Ле Шателье