Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Równowaga chemiczna - odwracalność reakcji chemicznych - prawo działania mas - reguła przekory.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Równowaga chemiczna - odwracalność reakcji chemicznych - prawo działania mas - reguła przekory."— Zapis prezentacji:

1 Równowaga chemiczna - odwracalność reakcji chemicznych - prawo działania mas - reguła przekory

2 Odwracalność reakcji chemicznych – reakcje nieodwracalne  Reakcje nieodwracalne: reakcja, po której przynajmniej jeden z produktów opuszcza środowisko reakcji w postaci gazu lub trudno rozpuszczalnego osadu:  2NaHCO 3  Na 2 CO 3(s) + CO 2(g) ↑ + H 2 O (g) ↑  Ba(OH) 2 + H 2 SO 4  BaSO 4(s) ↓ + 2H 2 O (c)  Reakcja nieodwracalna przebiega do końca w prawo (w kierunku produktów), aż do wyczerpania się substratów.

3 Odwracalność reakcji chemicznych – reakcje odwracalne  Reakcje odwracalne: reakcja, której w każdej chwili towarzyszy reakcja przebiegająca w kierunku przeciwnym (dzięki temu, że żaden reagent – substrat, produkt - nie opuszcza środowiska przemiany):  3H 2(g) + N 2(g ) ↔ 2NH 3(g)  H 2(g) + I 2(g) ↔ 2HI (g)  Reakcja odwracalna nigdy nie przebiega do końca, a jedynie do osiągnięcia stanu równowagi dynamicznej, w którym obok produktów w układzie istnieje określona ilość nieprzereagowanych substratów.

4 Stan równowagi dynamicznej  Stanem równowagi dynamicznej określa się sytuację, w której stan układu nie zmienia się, ponieważ zachodzące w nim procesy są dokładnie przeciwne i zachodzą z jednakową szybkością  Odwracalność reakcji chemicznych polega na tym, że danemu procesowi towarzyszy równoczesny proces odwrotny, tzn., że powstające produkty mogą reagować ze sobą odtwarzając substraty.

5 Stała równowagi – wyprowadzenie  Stała równowagowa przemiany w układzie: NO 2 /N 2 O 4 : 2NO 2(g) ↔ N 2 O 4(g)  Równanie kinetyczne reakcji przebiegającej w prawo: v 1 = k 1 ∙ [NO 2 ] ∙ [NO 2 ] = k 1 ∙ [NO 2 ] 2  Równanie kinetyczne reakcji przebiegającej w lewo: v 2 = k 2 ∙ [N 2 O 4 ]  v 1 = v 2 stąd:  Iloraz stałych szybkości (k1 i k2) obu reakcji jest stałą równowagi chemicznej, tym samym jest to stosunek iloczynu stężeń produktów do iloczynu stężeń substratów (stężenia w stanie równowagi dynamicznej).

6 Stała stężeniowa i jej wymiar  Przypadek ogólny: A + B ↔ C + D  Przypadek szczegółowy: n A + x B ↔ y C + z D  Wymiar stałej równowagowej zależy od współczynników stechiometrycznych: W szczególnych przypadkach stała jest bezwymiarowa – sumy współczynników stechiometrycznych po prawej i lewej stronie równania są identyczne (n + x = y + z) W pozostałych przypadkach wymiar jej jest przekształconą jednostką stężenie lub ciśnienia

7 Stała: stężeniowa, ciśnieniowa  Stężeniowa stała równowagowa dla układu:  a A + b B ↔ c C + d D  Ciśnieniowa stała równowagowa dla układu:  a A + b B ↔ c C + d D  p - ciśnienie parcjalne (cząstkowe) w stanie równowagi w paskalach (Pa)

8 Stała równowagowa dla układów homogenicznych  Układy homogeniczne :  HCOOH (c) + CH 3 -OH (c) ↔ HCOO-CH 3(c) + H 2 O (c)  N 2(g) + 3 H 2(g) ↔ 2 NH 3(g)

9 Stała równowagowa dla układów heterogenicznych  Układy heterogeniczne:  F 2 O 3(s) + 3 CO (g) ↔ 2 Fe (s) + 3 CO 2(g) lub  CaCO 3(s) ↔ CaO (s) + CO 2(g) K c = [CO 2 ] lub K p = pCO 2

10 Prawo działania mas (prawo Guldberga i Waagego )  Stosunek iloczynu stężeń molowych produktów reakcji (znajdującej się w stanie równowagi) do iloczynu stężeń molowych substratów reakcji jest wielkością stałą w danej temperaturze i przy danym ciśnieniu.  Dla reakcji: 3H 2(g) + N 2(g) ↔ 2NH 3(g)  wprowadzenie do układu w stanie równowagi dodatkowych cząsteczek H 2 lub N 2 spowoduje powstanie dodatkowych cząsteczek NH 3  wprowadzenie do układu w stanie równowagi dodatkowych cząsteczek NH 3 spowoduje rozpad ich na H 2 i N 2.

11 Reguła przekory – wpływ czynników zewnętrznych na kierunek przesunięcia równowagi reakcji chemicznej  Reguła przekory Le Chateliera i Brauna:  Jeżeli na układ znajdujący się w stanie równowagi działa bodziec zewnętrzny (zmiana ciśnienia, temperatury, objętości układu), to w układzie następują zmiany zmniejszające skutki działania tego bodźca

12 Reguła przekory – reakcje przebiegające ze zmianą objętości (ciśnienia)  I przypadek: H 2(g) + Cl 2(g) ↔ 2 HCl (g)  We wzorze na stałą równowagową nie występuje objętość, w związku z tym zmiany wywołane zmianami ciśnienia zewnętrznego nie mają wpływu na stan równowagi.

13 Reguła przekory – reakcje przebiegające ze zmianą objętości (ciśnienia)  II przypadek: 3 H 2(g) + N 2(g) ↔ 2 NH 3(g)  We wzorze na stałą równowagową w liczniku występuje objętość, w tej sytuacji zwiększenie ciśnienia prowadzące do zmniejszenie objętości skutkuje wzrostem liczby cząsteczek amoniaku (działanie zmierzające do utrzymania dotychczasowego ciśnienia)

14 Reguła przekory – reakcje przebiegające ze zmianą objętości (ciśnienia)  W przypadku reakcji, w której liczba cząsteczek produktów jest mniejsza od liczby cząsteczek substratów, zwiększenie ciśnienia powoduje przesunięcie równowagi w kierunku produktów (w prawo), natomiast zmniejszenie ciśnienia powoduje przesunięcie równowagi w kierunku substratów (w lewo).  W przypadku reakcji, w której liczba cząsteczek produktów jest większa od liczby cząsteczek substratów, zwiększenie ciśnienia powoduje przesunięcie równowagi w kierunku substratów (w lewo), natomiast zmniejszenie ciśnienia powoduje przesunięcie równowagi w kierunku produktów (w prawo).

15 Reguła przekory – reakcje związane z wydzieleniem lub pochłanianiem ciepła  Wpływ temperatury na równowagę  3H 2(g) + N 2(g) ↔ 2NH 3(g) + Q  H 2(g) + I 2(g) ↔ 2HI (g) – Q  Podwyższenie temp. powoduje: wzrost stałej równowagowej reakcji zachodzącej z pochłonięciem ciepła (obniżenie wartości mianownika - iloczynu substratów), czyli przesunięcie w kierunku produktów – w prawo obniżenie stałej równowagowej zachodzącej z wydzieleniem ciepła (wzrost wartości mianownika – iloczynu substratów), czyli przesunięcie w kierunku substratów w lewo

16 Reguła przekory – reakcje związane z wydzieleniem lub pochłanianiem ciepła (cd) Reakcja przebiegająca w prawo z wydzieleniem ciepła (ciepło – produkt) Reakcja przebiegająca w prawo z pochłanianiem ciepła (ciepło – substrat) Podwyższenie temperatury  Przesunięcie równowagi w lewo  Wartość stałej równowagowej maleje  Przesunięcie równowagi w prawo  Wartość stałej równowagowej rośnie Obniżenie temperatury  Przesunięcie równowagi  w prawo  Wartość stałej równowagowej rośnie  Przesunięcie równowagi w lewo  Wartość stałej równowagi maleje


Pobierz ppt "Równowaga chemiczna - odwracalność reakcji chemicznych - prawo działania mas - reguła przekory."

Podobne prezentacje


Reklamy Google