Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski informatyka +

Stan równowagi chemicznej Robert Mojsa

Prażenie pięciowodnego siarczanu (VI) miedzi (II) Wprowadzenie FILM: Prażenie pięciowodnego siarczanu (VI) miedzi (II)

Odwracalność reakcji - hydroliza szczawianu sodu FILM: Odwracalność reakcji - hydroliza szczawianu sodu

Odwracalność reakcji Odwracalność odnosi się do wszelkich procesów molekularnych (reakcje chemiczne) jak i fizycznych (przemiany fazowe). Zapis reakcji: informuje, że jest ona odwracalna (strzałki w obu kierunkach), tzn. w każdej chwili substancje stojące w równaniu po lewej stronie przekształcają się w te po prawej i na odwrót. Implikuje to umowność podziału reagentów na substraty i produkty.

Równowagi chemiczne Rozważmy przebieg odwracalnej reakcji chemicznej: v1 jest szybkością reakcji w prawo a v2 w lewo. W miarę ubywania substratów rośnie szybkość reakcji v1 a maleje v2. Zachodzące procesy dobrze oddaje wykres zmian stężeń reagentów w funkcji czasu. Ustala się stan równowagi, w którym szybkości procesów w prawo i w lewo zrównują się.

Równowagi chemiczne Ustalająca się równowaga w której spełnione jest równanie v1 = v2 ma charakter równowagi dynamicznej co oznacza, że w każdym momencie tyle samo substratów zamienia się na produkty co produktów na substraty. Stan ten można opisać wielkością stałej równowagi chemicznej K. W naszym przypadku można ja wyrazić wzorem: W nawiasach kwadratowych podano stężenia równowagowe substratów A i B oraz produktów C i D. Stała równowagi K jest miara wydajności procesu, choć nie dostarcza informacji o jego kinetyce. Jej wartość jest charakterystyczna w dla danej reakcji w danej temperaturze. Jeżeli reakcja chemiczna lub proces fizyczny biegną w układzie izolowanym to z czasem ustala się w nim stan równowagi o stałych wartościach parametrów układu.

Równowagi chemiczne FILM: Wpływ temperatury i katalizatora na przykładzie hydrolizy aspiryny

Prawo równowagi Prawo równowagi lub prawo działania mas – jeżeli w układzie homogenicznym zachodzi reakcja homogeniczna przedstawiona równaniem: to w stanie równowagi stężenia molowe wszystkich reagentów spełniają zależność zwana stałą równowagi reakcji K. Gdy K<<1 w stanie równowagi przeważają substraty Gdy K>>1 w stanie równowagi przeważają produkty Gdy K ≈ 1 porównywalne ilości substratów i produktów

Reguła przekory Reguła przekory Le Chateliera-Brauna – jeżeli stan równowagi chemicznej zostanie zakłócony zmianą parametrów intensywnych (T, p, stężenie lub liczbę reagentów), w układzie zaczną przebiegać zmiany przeciwdziałające temu zakłóceniu, prowadzące do ponownego osiągnięcia stanu równowagi. W stałej temperaturze równowagi można przesuwać zmieniając stężenia reagentów. Kierunek reakcji zmierzającej do osiągnięcia nowego stanu równowagi lub brak reakcji układu da się wyjaśnić prawem równowagi. Zwiększenie (zmniejszenie) stężenia substratów/produktów implikuje adekwatny wzrost (zmniejszenie) stężenia produktów/substratów tak aby wartość K była stała. Zmiana ilości substancji w postaci stałej nie wpłynie na równowagę o ile nie usuniemy jej całkowicie.

Reguła przekory cd. W układach gazowych stężenia zmieniają się, gdy zmienia się objętość lub ciśnienie w układzie. Zwiększenie (obniżenie) ciśnienia w tym układzie powoduje przesunięcie stanu równowagi w kierunku zmniejszenia (zwiększenia) liczby moli gazów. Jeżeli liczba moli produktów i substratów jest taka sama to, zmiana ciśnienia nie wpływa na stan równowagi. Zmiana objętości układu gazowego jest równoważna zmianie ciśnienia, przy czym pV = const. Wartość K ulega zmianie wraz ze zmianą temperatury. Dla reakcji egzotermicznej (ΔH<0) stała równowagi wraz ze wzrostem temperatury układu maleje, a dla endotermicznych (ΔH>0) rośnie. Podwyższenie temperatury przesunie równowagę w kierunku procesu endotermicznego, a obniżenie – egzotermicznego.

Wpływ różnych czynników FILMY: Wpływ temperatury na położenie stanu równowagi chemicznej Wpływ stężenia na położenie stanu równowagi chemicznej na przykładzie hydrolizy chlorku antymonu (III) Wpływ pH na położenie stanu równowagi chemicznej na przykładzie równowagi jonów chromianowych (VI) i dichromianowych (VI)

Wpływ różnych czynników ZADANIE Spalanie amoniaku bez katalizatora jest reakcją egzotermiczną i prowadzi do otrzymania azotu i pary wodnej. Wszystkie reagenty znajdują się w fazie gazowej. Entalpia spalania 4 moli amoniaku równa jest ΔH = -3612 kJ. Jak zmienić stężenia reagentów, temperaturę i ciśnienie, aby zwiększyć wydajność spalania amoniaku? Wyjaśnij, dlaczego nie można zbyt mocno zmieniać temperatury zajścia reakcji.

Wpływ różnych czynników Zadanie domowe Znajdź w Internecie, jak na skalę przemysłową otrzymuje się amoniak z pierwiastków (metoda Borna-Habera). Ustal optymalne warunki przeprowadzenia tego procesu. Opisz, w jaki sposób do wyjaśnienia mechanizmu otrzymywania amoniaku przyczynił się noblista Gerhard Ertl. Swoje poszukiwania zaprezentuj graficznie w postaci prezentacji w PowerPoint.