Химиялық процестерді сипаттау үшін қолданылатын жіктеулердің біріне сәйкес қарама-қарсы реакциялардың екі түрі бар - қайтымды және
қайтымсыз. Қайтымды реакция аяқталмайды, яғни. оған түсетін заттардың ешқайсысы толығымен жұмсалмайды және концентрациясын өзгертпейді. Мұндай процесс тепе-теңдік немесе химиялық тепе-теңдік орнатумен аяқталады, ол ⇌ арқылы белгіленеді. Бірақ тура және кері реакциялар тоқтаусыз және жалғасады, сондықтан тепе-теңдік динамикалық немесе қозғалмалы деп аталады. Химиялық тепе-теңдіктің басталуы тура реакцияның кері (V2), V1 \u003d V2 сияқты жылдамдықпен (V1) жүретінін көрсетеді. Егер қысым мен температура тұрақты болса, онда бұл жүйедегі тепе-теңдік шексіз созылуы мүмкін.
Сандық тұрғыдан химиялық тепе-теңдік тепе-теңдік константасы арқылы сипатталады, ол тура (К1) және кері (К2) реакциялардың тұрақтыларының қатынасына тең. Оны мына формула бойынша есептеуге болады: K=K1/K2. Тепе-теңдік константасының көрсеткіштері әрекеттесуші заттардың құрамына байланысты болады жәнетемпература.
Химиялық тепе-теңдіктің ығысуы Ле Шателье принципі бойынша жүреді, ол келесідей естіледі: «Егер сыртқы факторлар тепе-теңдікте тұрған жүйеге әсер етсе, онда тепе-теңдік бұзылады және оған қарама-қарсы бағытта ығысады. бұл өзгеріс."
Химиялық тепе-теңдікті және оның ығысу шарттарын аммиак молекуласының түзілу мысалында қарастырайық: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.
Осы реакция теңдеуін ескере отырып, біз мынаны анықтаймыз:
- тікелей реакция қосынды реакция, өйткені 2 жай заттан 1 комплекс (аммиак) түзіледі, ал керісінше - ыдырау;
- тікелей реакция жылудың пайда болуымен жүреді, сондықтан ол экзотермиялық, демек, керісінше эндотермиялық және жылуды сіңірумен жүреді.
Енді бұл теңдеуді белгілі бір параметрлерді өзгерту шартымен қарастырайық:
-
Зейіннің өзгеруі. Егер бастапқы заттардың – азот пен сутектің концентрациясын арттырып, аммиак мөлшерін азайтсақ, онда тепе-теңдік оңға қарай NH3 түзеді. Оны солға жылжыту қажет болса, аммиак концентрациясын арттырыңыз.
- Температураның жоғарылауы тепе-теңдікті жылу жұтылатын реакцияға қарай жылжытады, ал төмендегенде ол босатылады. Сондықтан аммиак синтезі кезінде температура көтерілсе, онда тепе-теңдік бастапқы өнімдерге қарай ығысады, яғни. солға, ал температураның төмендеуімен - оңға, реакция өніміне қарай.
-
Көбейтсеңқысым болса, онда тепе-теңдік газ тәрізді заттардың мөлшері аз болатын жаққа, ал қысымның төмендеуімен - газдар мөлшері артқан жаққа ауысады. NH3 синтезінде 4 моль N2 және 3H2-ден 2 NH3 алынады. Демек, қысым жоғарыласа, онда тепе-теңдік оңға, NH3 түзілуіне қарай жылжиды. Егер қысым төмендетілсе, тепе-теңдік бастапқы өнімдерге қарай ауысады.
химиялық тепе-теңдік және оның орын ауыстыру шарттары
Химиялық тепе-теңдікті арттыру немесе азайту арқылы бұзуға болады деген қорытындыға келдік:
- температура;
- қысым;
- заттардың концентрациясы.
Кез келген реакцияға катализаторды енгізгенде тепе-теңдік өзгермейді, яғни. химиялық тепе-теңдік бұзылмайды.
