Factorii care influenţează echilibrele chimice
Partajeaza in Google Classroom
Transcript
știm deja că multe dintre reacțiile
chimice nu sunt în proces direct
care duce doar la formarea produșilor
de reacție și sunt procese mai
complexe în care în același formă
rea produșilor are loc și reacția
inversă de descompunere a produșilor
în react ani în momentul în care
vitezele reacției directe și a
reacției invers sunt egale spunem
că sistemul se află în stare de
echilibru chimic și am dat aici
exemple reacției prin care se formează
amoniacul din azot și hidrogen
dar nu e neapărat să acceptăm care
reacții chimice să aibă loc după
bunul lor plac modificând condițiile
de lucru putem favoriza fi obținerea
produselor de reacție fi descompunerea
produselor reactanți o funcție
de necesitățile noastre factorii
care influențează starea de echilibru
chimice sunt următorii concentrația
presiunea și temperatura Adică
noi putem perturba echilibrul chimic
prin modificare a concentrației
unei substanțe sau a mai multor
substanțe care iau parte la reacție
sau prin modificarea temperaturii
a presiunii sistemului aceste modificări
sunt descrise pe baza direcției
în care forțează echilibrul reacției
spunem că astfel de modificare
deplasează echilibrul spre dreapta
dacă timp de să formeze mai mulți
produși sau spunem că deplasează
echilibrul spre stânga dacă tinde
să formeze mai multe reactant toate
acestea au fost exprimate mai pe
scurt de chimistul francez Henry
lasciate le în principiul care
poartă numele adică principiul
lui Leșe principiul lui lăsat le
este mai numește și principiul
constrângerii minime și este enunțat
în felul următor dacă un sistem
află în echilibru este perturbat
prin modificarea temperaturii presiunii
sau a concentrației unuia dintre
componenții se deplasează în direcția
în care semidreapta influența concentrației
asupra echilibrului și vom reprezentat
concentrația molară prin paranteză
pătrate dacă modificăm Concentrația
unei substanțe sau a mai multor
substanțe care iau parte la reacție
rezultatul va fi calibru se va
deplasa în direcția în care echilibrul
se poate atinge din nou să luăm
toate exemplul reacției care stă
la baza procedeului hoverboard
de obținere a amoniacului la nivele
Dacă mărim în acest caz concentrația
de azot împreună cu hidrogenul
care deja se află în vasul de reacție
se vor forma mai multe molecule
de amoniac deplasa invizibili acea
spre dreapta până când sistemul
Timiș se va reechilibra Deci creșterea
concentrației uneia dintre substanțele
din amestecul la clanul echilibru
va determina deplasarea echilibrului
în sensul în care se consumă mai
mulți din această substanță la
fel Dacă micșorăm concentrația
de amoniac efectul va fi tot deplasarea
echilibrului spre dreapta pentru
că ar fi mai puține molecule de
amoniac gata să se descompună deci
formarea de amoniac care întrece
temporar formarea moleculelor de
azot și hidrogen tot până când
reacția sare echilibra una dintre
realizările cele mai mari pe care
le aducere procedeul haber este
că folosește o metodă care elimina
în mod continuu amoniac din reacție
imediat ce este produs astfel în
reacția directă continuă să aibă
loc cu viteză mai mare decât reacția
indirectă practică împiedicând
procesul să ajungă la Starea de
echilibru și ducând bineînțeles
la o producție mai mare de amoniac
pe scurt sistemul de reacție se
deplasează spre dreapta în direcția
formării produșilor de reacție
fie Când se măresc concentrațiile
reactivilor fie când se micșorează
concentrațiile produșilor Haideți
să vedem și care este influența
presiunii asupra echilibrului chimic
această influență se manifestă
asupra echilibrelor în pază gazoase
conform principiului lui Leșe atelier
un echilibru în faza gazoasă va
reacționa la creșterea presiunii
prin deplasarea lui în sensul micșorării
presiunii aceasta se realizează
prin micșorarea numărului de molecule
f în volumul fix al vasului de
reacție adică prin scăderea concentrației
molare sau a presiunii parțiale
deci putem să ne gândim că dacă
sunt mai multe molecule între un
bec cu atât mai multă presiunea
vor exercită aceste molecule asupra
pereților vasului de aceea la creșterea
presiunii consecință logică este
micșorarea numărului de molecule
pentru restabilirea echilibrului
dacă ne uităm mai atent la reacția
de obținere a amoniacului vedem
că formare a amoniacului este însoțită
de micșorarea numărului de moli
de gaz din vasul de reacție avem
un mol de azot plus 3 moli de hidrogen
care formează doi moli de amoniac
Deci numărul de moli de reactiv
este unu plus trei adică patru
mori în timp ce numărul de moli
de produși este de 2 moli de selecția
directă în acest caz micșorează
volumul și numărul de molecule
în timp ce reacția inversă mărește
volumul creșterea presiunii în
Peco în strîng în mai multe moleculele
de reactanți care sunt mai multe
decât moleculele mai puțin numeroase
de produs formarea amoniacului
va duce la scăderea presiunii exercitate
de amestecul de gaze asupra pereților
Vaslui Așadar pentru restabilirea
echilibrului se vor forma mai multe
molecule de amoniac astfel putem
spune că o presiune crescută va
favorizat de plasare a sistemului
de reacție spre dreapta adică în
direcția formării amoniacului întradevăr
în cazul procedeului hub Bărbos
se folosește o presiune foarte
mare scăderea presiunii are bineînțeles
efectul opus echilibrul se va deplasa
în direcția care va crește presiunea
la loc pentru restabilirea echilibrului
adică în direcția formării unui
număr mai mare de Deci în direcția
a descompunerii moleculelor de
amoniac spre stânga Unde vor fi
acum patru moli de gaz adică patru
moli de reactanți spre diferență
de 2 moli de produs care ar fi
dacă se arde plasat spre dreapta
în marea majoritate a cazurilor
solidele și lichidele nu sunt afectate
de schimbările de presiune însă
cu cât e mai mare conținutul de
gaze între o soluție cu atât orice
schimbare a presiunii va modifica
echilibrul soluției Haide să vedem
dacă obținerea gazului de sinteză
din gaz metan și vapori de apă
este favorizată de creșterea presiunii
monoxidul de carbon și hidrogenul
împreună se numesc numărul de moli
de reactiv din această reacție
este un mol de metan și un mol
de apă Deci avem doi moli de reactiv
iar numărul de moli de produși
este un mol de monoxid de carbon
și trei moli de hidrogen Deci avem
patru moli de produși și observăm
că numărul molilor de reactivi
este mai mic decât numărul de moli
de produs Așadar în cazul obținerii
gazului de sinteză presiunea ridicată
în una este de folos spre diferență
de cazul obținerii de amoniac stare
de echilibru a reacțiilor care
au loc fără modificarea numărului
de moli nu este influențată de
creșterea presiunii Deci o reacție
în care doi moli de reactanți produc
2 moli de produs modificare a presiunii
nu ar putea perturba echilibrul
să vedem acum și influența temperaturii
asupra echilibrului chimic mai
Păi trebuie să definim reacțiile
endoterme și reacții exoterme e
chiar foarte simplu reacțiile endoterme
sunt reacțiile care consumă căldură
în timp ce reacțiile exoterme sunt
reacțiile care degajă căldură e
foarte ușor de reținut pentru că
de fapt fixul endo înseamnă în
interior iar xo înseamnă în exterior
Așadar conform principiului lui
Leșe atelier pentru un sistem aflat
în echilibru creșterea temperaturii
favorizează reactia endoterma Deci
deplasarea echilibrului în sensul
în care se consumă căldură iar
scăderea temperaturii favorizează
reacția exotermă Deci deplasarea
echilibrului în sensul în care
se degajă căldură în general creșterea
temperaturii favorizează stabilirea
lor chimice deoarece prin creșterea
agitației termice se mărește probabilitatea
ca moleculele să se ciocnească
și care există aibă loc deoarece
sinteza amoniacului este o reactie
exoterma creșterea temperaturii
nu favorizează formarea amoniacului
Ce reacții ai inversă de descompunere
în elemente faptul că formare a
amoniacului este defavorizate de
creștere a temperaturii se observă
și din valorile constantelor de
echilibru calculate la două temperaturi
diferite la temperatura de 25 de
grade Celsius Constanța de echilibru
a reactiei de formare a Moni acului
este 4 ori 10 la 8 moli la puterea
minus 2 ori litru la puterea a
doua dacă vă mai amintiți am zis
data trecută că o constantă de
echilibru mai mare decât 1000 decât
10 la a treia și aici avem 10 la
8-a practic reacții ar fi totală
de centrală concentrație de reactanți
este convertită în produși iar
la 450 de grade Celsius Constanța
de echilibru este de 2 ori 10 la
minus 1 Mol la minus 2 ori litrul
la puterea a doua vedem că diferența
este foarte mare totuși lucrurile
sunt mai complicate aici deoarece
e temperatura are efect și asupra
vitezelor reacției directe și a
reacției inverse sinteza amoniacului
nu se poate face la temperatură
de 25 de grade Celsius deoarece
el viteza de combinare a azotului
cu hidrogenul este practic nulă
nu e destul agitație termică care
să facă moleculele să se ciocnească
așa că trebuie să se lucreze la
temperaturi și presiuni ridicate
care se asigură vitezei de reacție
satisfăcătoare dar randamentul
reacției ar fi mic această problemă
a sintezei industria de amoniac
cu randamente bune a fost rezolvată
de Fritz haber împreună cu Carl
Bosch prin procedeul a Bărbos procedeul
2 asigură și Astăzi aproape în
întregime producția industrială
de amoniac în toată lumea ce dacă
am tot vorbit despre reacții care
merg în două sensuri Haideți să
și de ce să mai exact reacțiile
reversibile și să vedem și Care
sunt reacțiile reversibile Deci
despre reacțiile reversibile am
tot discuta până acum și știm că
sunt reacțiile chimice care în
anumite condiții pot de curge în
ambele direcții în cazul acestor
reacții se găsesc prezente în vasul
de reacție toate speciile chimice
participante la echilibru după
cum știm deja reacțiile reversibile
se desfășoară în cele două sensuri
opuse până când concentrațiile
substanțelor ajung la anumite valori
bine determinate impuse de Constanța
de echilibru ca constantă ce caracterizează
starea de echilibru dar există
și cazuri în care cel puțin unul
dintre produșii de reacție părăsește
vasul sau nu mai poate participa
la reacție în anumite condiții
de lucru astfel reacția se va deplasa
complet în direcția formării acelui
produs până când se consumă total
unul dintre reactiv fel de cazuri
starea de echilibru nu se mai atinge
iar reacția se poate considera
a reacție ireversibilă de cele
reacțiile reversibile sunt reacții
care în anumite condiții se desfășoară
nu mai intru Direct dacă se schimbă
condițiile de lucru reacții are
devine reversibilă în cazul unei
reacții considerate ireversibilă
în mediul de reacție se vor găsi
numai produși de reacție și reactivul
luat în exces este chiar cazul
procedeului ha Burgos amoniacul
se elimină în continuă din vasul
de reacție dacă vasul nu sare alimentară
la fel în mod continuu cu reactanți
reacția sar deplasat complet în
direcția formării de amoniac până
când unul dintre reactanți sar
consuma complet așa dar am văzut
în această lecție cum putem influența
echilibrele chimice astfel încât
reacțiile chimice să ne ofere cât
mai multe beneficii de lecția viitoare
vom vorbi despre acizi și baze