Keemiline tasakaal. Massitegevuse seadus
Kodifitseerija teemad: pöörduvad ja pöördumatud reaktsioonid. Keemiline tasakaal. Keemilise tasakaalu nihe erinevate tegurite mõjul.
Kui pöördreaktsioon on võimalik, jagatakse keemilised reaktsioonid pöörduvateks ja pöördumatuteks.
Pöörduvad keemilised reaktsioonid - need on reaktsioonid, mille tooted võivad antud tingimustes üksteisega suhelda.
Näiteks, ammoniaagi süntees on pöörduv reaktsioon:
N2 + 3H2 = 2NH3
Protsess toimub kõrgel temperatuuril, rõhu all ja katalüsaatori (raud) juuresolekul. Sellised protsessid on tavaliselt pöörduvad.
Pöördumatud reaktsioonid - need on reaktsioonid, mille tooted ei saa antud tingimustes üksteisega suhelda.
Näiteks, põlemisreaktsioonid või plahvatusega tekkivad reaktsioonid on enamasti pöördumatud. Süsiniku põletamine jätkub pöördumatult:
C + O 2 = CO 2
Lisateavet selle kohta keemiliste reaktsioonide klassifikatsioon saab lugeda.
Toote koostoime tõenäosus sõltub protsessi tingimustest.
Seega, kui süsteem avatud, st. vahetab keskkonnaga nii ainet kui energiat, siis on keemilised reaktsioonid, mille käigus tekivad näiteks gaasid, pöördumatud.
Näiteks , tahke naatriumvesinikkarbonaadi kaltsineerimisel:
2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O
süsinikdioksiid eraldub ja aurustub reaktsioonitsoonist. Seetõttu on see reaktsioon pöördumatu nendel tingimustel.
Kui arvestada suletud süsteem , mis ei saa vahetada ainet keskkonnaga (näiteks suletud kasti, milles reaktsioon toimub), siis ei pääse süsinikdioksiid reaktsioonitsoonist välja ning interakteerub vee ja naatriumkarbonaadiga, siis on reaktsioon pöörduv need tingimused:
2NaHCO 3 ⇔ Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O
Mõelgem pöörduvad reaktsioonid. Laske pöörduval reaktsioonil kulgeda vastavalt skeemile:
aA + bB ⇔ cC + dD
Otsese reaktsiooni kiirus vastavalt massimõju seadusele määratakse avaldisega:
v 1 =k 1 ·C A a ·C B b
Tagasiside kiirus:
v 2 =k 2 ·C С с ·C D d
Siin k 1 Ja k 2 on vastavalt edasi- ja tagurpidi reaktsiooni kiiruskonstandid, C A, C B, C C, C D– vastavalt ainete A, B, C ja D kontsentratsioonid.
Kui reaktsiooni alghetkel ei ole süsteemis aineid C ja D, siis osakesed A ja B põrkuvad ja interakteeruvad valdavalt ning tekib valdavalt otsene reaktsioon.
Järk-järgult hakkab suurenema ka osakeste C ja D kontsentratsioon, mistõttu pöördreaktsiooni kiirus suureneb. Mingil hetkel edasisuunalise reaktsiooni kiirus on võrdne pöördreaktsiooni kiirusega. Seda seisundit nimetatakse keemiline tasakaal .
Seega keemiline tasakaal on süsteemi olek, milles edasi- ja tagasireaktsiooni kiirused on võrdsed .
Kuna päri- ja tagasireaktsiooni kiirused on võrdsed, on reaktiivide moodustumise kiirus võrdne nende kulumiskiirusega ja voolutugevus ainete kontsentratsioonid ei muutu
. Selliseid kontsentratsioone nimetatakse tasakaal
.
Pange tähele, et tasakaalus Esinevad nii edasi- kui ka vastupidised reaktsioonid, see tähendab, et reagendid interakteeruvad üksteisega, kuid ka tooted suhtlevad üksteisega sama kiirusega. Samal ajal võivad välistegurid mõjutada tõrjuda keemiline tasakaal ühes või teises suunas. Seetõttu nimetatakse keemilist tasakaalu mobiilne, või dünaamiline .
Uurimine mobiilse tasakaalu vallas algas 19. sajandil. Henri Le Chatelier' teosed panid aluse teooriale, mille hiljem üldistas teadlane Karl Brown. Mobiilse tasakaalu põhimõte ehk Le Chatelier-Browni põhimõte ütleb:
Kui tasakaaluseisundis süsteemi mõjutab väline tegur, mis muudab mõnda tasakaalutingimustest, siis intensiivistuvad süsteemis protsessid, mille eesmärk on välismõju kompenseerimine.
Teisisõnu: Kui süsteemile avaldatakse välist mõju, nihkub tasakaal selliselt, et see välismõju kompenseeritakse.
See põhimõte, mis on väga oluline, töötab kõigi tasakaalunähtuste (mitte ainult keemiliste reaktsioonide) puhul. Siiski käsitleme seda nüüd seoses keemiliste interaktsioonidega. Keemiliste reaktsioonide korral põhjustavad välismõjud ainete tasakaalukontsentratsioonide muutumist.
Keemilisi reaktsioone tasakaaluseisundis võivad mõjutada kolm peamist tegurit: temperatuur, rõhk ja reagentide või toodete kontsentratsioonid.
1. Nagu teada, kaasneb keemiliste reaktsioonidega termiline efekt. Kui otsene reaktsioon toimub soojuse vabanemisega (eksotermiline või +Q), siis pöördreaktsioon toimub soojuse neeldumisel (endotermiline või -Q) ja vastupidi. Kui tõstad temperatuuri süsteemis nihkub tasakaal selliselt, et seda kasvu kompenseerida. On loogiline, et eksotermilise reaktsiooni korral ei saa temperatuuri tõusu kompenseerida. Seega temperatuuri tõustes nihkub tasakaal süsteemis soojuse neeldumise suunas, s.t. endotermiliste reaktsioonide suunas (-Q); temperatuuri langusega - eksotermilise reaktsiooni suunas (+Q).
2. Tasakaalureaktsioonide korral, kui vähemalt üks ainetest on gaasifaasis, mõjutab tasakaalu oluliselt ka muutus survet süsteemis. Rõhu tõustes püüab keemiline süsteem seda mõju kompenseerida ja suurendab reaktsiooni kiirust, mille käigus gaasiliste ainete hulk väheneb. Rõhu langedes suurendab süsteem reaktsiooni kiirust, mis tekitab rohkem gaasiliste ainete molekule. Seega: rõhu tõusuga nihkub tasakaal gaasimolekulide arvu vähenemise suunas ja rõhu langusega gaasimolekulide arvu suurenemise suunas.
Märge! Süsteeme, kus reageerivate gaaside ja produktide molekulide arv on sama, rõhk ei mõjuta! Samuti ei avalda rõhu muutused praktiliselt mingit mõju lahuste tasakaalule, s.t. reaktsioonidele, kus gaase ei esine.
3. Samuti mõjutavad muutused keemiliste süsteemide tasakaalu kontsentratsioonid reagendid ja tooted. Reagentide kontsentratsiooni suurenedes püüab süsteem neid ära kasutada ja suurendab edasisuunalise reaktsiooni kiirust. Kui reaktiivide kontsentratsioon väheneb, püüab süsteem neid toota ja pöördreaktsiooni kiirus suureneb. Toodete kontsentratsiooni kasvades püüab süsteem neid ka tarbida ja suurendab pöördreaktsiooni kiirust. Toodete kontsentratsiooni vähenemisel suurendab keemiline süsteem nende moodustumise kiirust, s.t. edasisuunalise reaktsiooni kiirus.
Kui keemilises süsteemis edasisuunalise reaktsiooni kiirus suureneb õige , toodete moodustamise suunas Ja reaktiivi tarbimine . Kui pöördreaktsiooni kiirus suureneb, ütleme, et tasakaal on nihkunud vasakule , toidu tarbimise suunas Ja reaktiivide kontsentratsiooni suurendamine .
Näiteks, ammoniaagi sünteesi reaktsioonis:
N2 + 3H2 = 2NH3 + Q
Rõhu tõus toob kaasa reaktsioonikiiruse tõusu, mille käigus tekib vähem gaasimolekule, s.t. otsene reaktsioon (reageerivate gaaside molekulide arv on 4, gaasimolekulide arv toodetes on 2). Rõhu suurenedes nihkub tasakaal paremale toodete poole. Kell temperatuuri tõus tasakaal nihkub endotermilise reaktsiooni vastassuunas, st. vasakule, reaktiivide poole. Lämmastiku või vesiniku kontsentratsiooni tõus nihutab tasakaalu nende tarbimise suunas, s.t. paremale, toodete poole.
Katalüsaator ei mõjuta tasakaalu, sest kiirendab nii edasi- kui ka tagurpidi reaktsioone.
Pöörduvad ja pöördumatud keemilised reaktsioonid. Keemiline tasakaal. Tasakaalu nihe erinevate tegurite mõjul
Keemiline tasakaal
Ühes suunas kulgevaid keemilisi reaktsioone nimetatakse pöördumatu.
Enamik keemilisi protsesse on pööratav. See tähendab, et samadel tingimustel toimuvad nii edasi- kui ka vastupidised reaktsioonid (eriti kui me räägime suletud süsteemidest).
Näiteks:
a) reaktsioon
$CaCO_3(→)↖(t)CaO+CO_2$
avatud süsteemis on pöördumatu;
b) sama reaktsioon
$CaCO_3⇄CaO+CO_2$
suletud süsteemis on pöörduv.
Vaatleme üksikasjalikumalt pöörduvate reaktsioonide käigus toimuvaid protsesse, näiteks tingimusliku reaktsiooni korral:
Massimõju seaduse alusel otsereaktsiooni kiirus
$(υ)↖(→)=k_(1) C_(A)^(α) C_(B)^(β)$
Kuna ainete $A$ ja $B$ kontsentratsioonid aja jooksul vähenevad, väheneb ka otsereaktsiooni kiirus.
Reaktsiooniproduktide ilmumine tähendab pöördreaktsiooni võimalust ning aja jooksul suurenevad ainete $C$ ja $D$ kontsentratsioonid, mis tähendab, et suureneb ka pöördreaktsiooni kiirus:
$(υ)↖(→)=k_(2) C_(C)^(γ) C_(D)^(δ)$
Varem või hiljem jõutakse seisundisse, kus edasi- ja tagasireaktsiooni kiirused muutuvad võrdseks
${υ}↖{→}={υ}↖{←}$
Süsteemi olekut, milles edasisuunalise reaktsiooni kiirus on võrdne pöördreaktsiooni kiirusega, nimetatakse keemiliseks tasakaaluks.
Sel juhul jäävad reagentide ja reaktsioonisaaduste kontsentratsioonid muutumatuks. Neid nimetatakse tasakaalukontsentratsioonid. Makrotasandil tundub, et üldiselt ei muutu midagi. Kuid tegelikult toimuvad nii edasi- kui ka vastupidised protsessid jätkuvalt, kuid sama kiirusega. Seetõttu nimetatakse sellist tasakaalu süsteemis mobiilne Ja dünaamiline.
Tasakaalukonstant
Tähistame ainete tasakaalukontsentratsioone $[A], [B], [C], [D]$.
Siis kuna $(υ)↖(→)=(υ)↖(←), k_(1)·[A]^(α)·[B]^(β)=k_(2)·[C]^ ( γ)·[D]^(δ)$, kust
$([C]^(γ)·[D]^(δ))/([A]^(α)·[B]^(β))=(k_1)/(k_2)=K_(võrdne) $
kus $γ, δ, α, β$ on eksponendid, mis on võrdsed pöörduva reaktsiooni koefitsientidega; $K_(võrdne)$ on keemilise tasakaalu konstant.
Saadud avaldis kirjeldab kvantitatiivselt tasakaaluseisundit ja on tasakaalusüsteemide massimõju seaduse matemaatiline väljend.
Konstantsel temperatuuril on tasakaalukonstant antud pöörduva reaktsiooni konstantne väärtus. See näitab reaktsioonisaaduste (lugeja) ja lähteainete (nimetaja) kontsentratsioonide vahelist seost, mis määratakse tasakaalus.
Eksperimentaalsete andmete põhjal arvutatakse tasakaalukonstandid, määrates lähteainete ja reaktsioonisaaduste tasakaalukontsentratsioonid teatud temperatuuril.
Tasakaalukostandi väärtus iseloomustab reaktsiooniproduktide saagist ja selle kulgemise täielikkust. Kui saame $K_(võrdne) >> 1$, tähendab see, et tasakaalus $[C]^(γ)·[D]^(δ) >> [A]^(α)·[B]^( β )$, st reaktsioonisaaduste kontsentratsioonid prevaleerivad lähteainete kontsentratsioonidest ja reaktsioonisaaduste saagis on suur.
$K_ (võrdne)
$CH_3COOC_2H_5+H_2O⇄CH_3COOH+C_2H_5OH$
tasakaalukonstant
$K_(võrdne)=(·)/(·)$
$20°С$ juures on väärtus $0,28$ (st vähem kui $1$). See tähendab, et märkimisväärne osa estrist ei hüdrolüüsitud.
Heterogeensete reaktsioonide korral hõlmab tasakaalukonstandi avaldis ainult nende ainete kontsentratsioone, mis on gaasi- või vedelfaasis. Näiteks reaktsiooni jaoks
tasakaalukonstanti väljendatakse järgmiselt:
$K_(võrdne)=(^2)/()$
Tasakaalukonstandi väärtus sõltub reagentide olemusest ja temperatuurist.
Konstant ei sõltu katalüsaatori olemasolust, kuna see muudab nii edasi- kui ka vastupidise reaktsiooni aktiveerimisenergiat sama palju. Katalüsaator võib ainult kiirendada tasakaalu saavutamist, ilma et see mõjutaks tasakaalukonstandi väärtust.
Tasakaalu nihe erinevate tegurite mõjul
Tasakaaluseisund säilib lõputult konstantsete välistingimuste juures: temperatuur, lähteainete kontsentratsioon, rõhk (kui reaktsioonis osalevad või tekivad gaasid).
Neid tingimusi muutes on võimalik viia süsteem ühest tasakaaluseisundist teise, mis vastab uutele tingimustele. Seda üleminekut nimetatakse nihe või tasakaalu nihe.
Vaatleme erinevaid viise tasakaalu nihutamiseks, kasutades näidet lämmastiku ja vesiniku vahelisest reaktsioonist ammoniaagi moodustamiseks:
$N_2+3H_2⇄2HN_3+Q$
$K_(võrdne)=(^2)/(·^3)$
Ainete kontsentratsiooni muutmise mõju
Kui reaktsioonisegule lisatakse lämmastikku $N_2$ ja vesinikku $H_2$, suureneb nende gaaside kontsentratsioon, mis tähendab, et otsereaktsiooni kiirus suureneb. Tasakaal nihkub paremale, reaktsiooniprodukti poole, s.o. ammoniaagi suunas $NH_3$.
Sama järelduse saab teha tasakaalukonstandi avaldist analüüsides. Lämmastiku ja vesiniku kontsentratsiooni kasvades nimetaja suureneb ja kuna $K_(võrdne)$ on konstantne väärtus, peab lugeja suurenema. Seega suureneb reaktsioonisaaduse $NH_3$ kogus reaktsioonisegus.
Ammoniaagi reaktsioonisaaduse $NH_3$ kontsentratsiooni suurenemine toob kaasa tasakaalu nihke vasakule, lähteainete moodustumise suunas. Selle järelduse saab teha sarnaste arutluste põhjal.
Rõhu muutuse mõju
Rõhu muutus mõjutab ainult neid süsteeme, kus vähemalt üks ainetest on gaasilises olekus. Rõhu tõustes gaaside maht väheneb, mis tähendab, et nende kontsentratsioon suureneb.
Oletame, et suletud süsteemis suurendatakse rõhku näiteks $2$ korda. See tähendab, et kõigi gaasiliste ainete ($N_2, H_2, NH_3$) kontsentratsioonid meie vaadeldavas reaktsioonis suurenevad $2$ korda. Sel juhul suureneb avaldise $K_(võrdne)$ lugeja 4 korda ja nimetaja $16$ korda, s.o. tasakaal rikutakse. Selle taastamiseks peab ammoniaagi kontsentratsioon suurenema ning lämmastiku ja vesiniku kontsentratsioonid vähenema. Tasakaal nihkub paremale. Rõhu muutus praktiliselt ei mõjuta vedelike ja tahkete ainete mahtu, s.t. ei muuda nende kontsentratsiooni. Järelikult ei sõltu gaasideta reaktsioonide keemilise tasakaalu seisund rõhust.
Temperatuurimuutuse mõju
Nagu teate, suureneb temperatuuri tõustes kõigi reaktsioonide (ekso- ja endotermiliste) kiirus. Veelgi enam, temperatuuri tõus mõjutab rohkem nende reaktsioonide kiirust, millel on kõrge aktiveerimisenergia ja mis on seetõttu endotermilised.
Seega suureneb pöördreaktsiooni kiirus (meie näites endotermiline) rohkem kui edasisuunalise reaktsiooni kiirus. Tasakaal nihkub protsessi poole, millega kaasneb energia neeldumine.
Tasakaalu nihke suunda saab ennustada, kasutades Le Chatelier' põhimõtet (1884):
Kui tasakaalus olevale süsteemile avaldatakse väline mõju (kontsentratsioon, rõhk, temperatuurimuutused), siis tasakaal nihkub sellele poolele, mis seda mõju nõrgendab.
Teeme järeldused:
- reagentide kontsentratsiooni suurenemisega nihkub süsteemi keemiline tasakaal reaktsioonisaaduste moodustumise suunas;
- reaktsioonisaaduste kontsentratsiooni suurenemisega nihkub süsteemi keemiline tasakaal lähteainete moodustumise suunas;
- rõhu suurenedes nihkub süsteemi keemiline tasakaal reaktsiooni suunas, mille käigus moodustuvate gaasiliste ainete maht on väiksem;
- temperatuuri tõustes nihkub süsteemi keemiline tasakaal endotermilise reaktsiooni suunas;
- temperatuuri langusega - eksotermilise protsessi suunas.
Le Chatelier' põhimõte on rakendatav mitte ainult keemiliste reaktsioonide, vaid ka paljude muude protsesside puhul: aurustumine, kondenseerumine, sulamine, kristalliseerumine jne. Olulisemate keemiatoodete valmistamisel lähtutakse Le Chatelier' põhimõttest ja massimõju seadusest tulenevate arvutuste puhul. võimaldavad leida keemiliste protsesside läbiviimiseks sellised tingimused, mis tagavad soovitud aine maksimaalse saagise.
Esitluse kava.
1. Reaktsioonid on pöörduvad ja pöördumatud. Pöördumatuse märgid.
2. Keemiline tasakaal. Keemilise tasakaalu konstant.
3. Keemilise tasakaalu nihet põhjustavad tegurid. Le Chatelier’ põhimõte. Katse.
4. Le Chatelier’ põhimõtte rakendamine.
5. Ühtse riigieksami ülesannete lahendamine.
Lae alla:
Eelvaade:
Tundide ajal
I. Organisatsioonimoment.
II Õpilaste teadmiste täiendamine(Slaid 4).
1 . Keemilise reaktsiooni kiiruse määramine.
2 . Kiiruse ja kiirusühikute väljendamise valemid: a) homogeenne reaktsioon; b) heterogeenne reaktsioon.
3 . Loetlege keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid.
4. Kuidas sõltub keemilise reaktsiooni kiirus kontsentratsioonist?
5 . Milliseid aineid nimetatakse katalüsaatoriteks? Inhibiitorid? Mis vahe on nende mõjul keemilise reaktsiooni kiirusele? Katalüsaatorite ja inhibiitorite tähtsus tootmises ja elusorganismide elus.
6. Mida on vaja teada keemilise reaktsiooni kohta, et määrata selle kiirust?
III. Uue materjali õppimine(Slaid 5).
Esitluse kava.
1. Reaktsioonid on pöörduvad ja pöördumatud. Pöördumatuse märgid.
2. Keemiline tasakaal. Keemilise tasakaalu konstant.
3. Keemilise tasakaalu muutust põhjustavad tegurid. Le Chatelier’ põhimõte. Katse.
4. Le Chatelier’ põhimõtte rakendamine.
5. Ühtse riigieksami ülesannete lahendamine.
Kõik keemilised reaktsioonid jagunevad pöörduvateks ja pöördumatuteks.
(Slaid 6).
- Pöördumatud keemilised reaktsioonid on reaktsioonid, mis kulgevad ühes suunas, kuni reagendid muutuvad täielikult reaktsiooniproduktideks.
Näiteks:
Na 2 SO 4 + BaCl 2 à BaSO 4 ↓ + 2NaCl
Pöördumatu reaktsioon lõpeb, kui vähemalt üks lähteaine on täielikult ära kasutatud. Põlemisreaktsioonid on pöördumatud; paljud keerukate ainete termilise lagunemise reaktsioonid; enamik reaktsioone, mille tulemuseks on sademete teke või gaasiliste ainete eraldumine jne. Slaid 7).
CuCl 2 + 2KOH= Cu(OH) 2 ↓ +2KOH – on tekkinud sade
Na 2 CO 3 + 2HCl = 2 NaCl + H 2 O + CO 2 – tekib nõrk elektrolüüt, mis laguneb veeks ja süsihappegaasiks.
H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O – on tekkinud vesi – väga nõrk elektrolüüt.
- Pöörduvad keemilised reaktsioonid on reaktsioonid, mis toimuvad samaaegselt edasi- ja tagasisuunas samadel tingimustel.
Näiteks:
H 2 + I 2 ↔ 2HI (1)
CaCO 3 ↔ CaO + CO 2 (2)
Vaatleme reaktsioonivõrrandit vesinikjodiidi sünteesiks vesinikust ja joodist (võrrand 1).
Mõni aeg pärast keemilise reaktsiooni algust ei saa gaasisegus tuvastada mitte ainult reaktsiooni lõppprodukte TERE , aga ka lähtematerjalid – H 2 ja I 2 . Olenemata sellest, kui kaua keemiline reaktsioon kestab, sisaldab reaktsioonisegu temperatuuril 350 °C alati ligikaudu 80% HI, 10% H 2 ja 10% I 2. Kui võtta lähteaineks HI ja kuumutada see samale temperatuurile, avastate, et mõne aja pärast on kõigi kolme aine koguste suhe sama. Seega toimuvad vesiniku ja joodi vesinikjodiidi moodustumisel samaaegselt otsesed ja pöördreaktsioonid.
Kui lähteainetena võtta vesinikku ja joodi kontsentratsioonides, siis oli otsese reaktsiooni kiirus algsel ajahetkel võrdne:
V pr =k pr . Tagasiside kiirus
V arr = k arr² algsel ajahetkel on võrdne nulliga, kuna reaktsioonisegus ei ole vesinikjodiidi. Järk-järgult väheneb otsereaktsiooni kiirus, kuna vesinik ja jood reageerivad ning nende kontsentratsioon väheneb.Sel juhul suureneb pöördreaktsiooni kiirus, kuna moodustunud vesinikjodiidi kontsentratsioon suureneb järk-järgult. Kui päri- ja tagasireaktsiooni kiirused muutuvad võrdseks, tekib keemiline tasakaal. Tasakaaluseisundis moodustub teatud aja jooksul sama arv HI-molekule, kui paljud neist jagunevad ja .
Pöörduva protsessi olekut, kus edasi- ja tagasisuunaliste reaktsioonide kiirus on võrdne, nimetatakse keemiliseks tasakaaluks.(Slaid 8, 9).
dünaamiline võrdne - siem. Tasakaaluseisundis toimuvad jätkuvalt nii päri- kui ka vastupidised reaktsioonid, kuid kuna nende kiirused on võrdsed, siis kõikide ainete kontsentratsioonid reaktsioonisüsteemis ei muutu. Neid kontsentratsioone nimetatakse tasakaalukontsentratsioonid.
Keemilise tasakaalu seisundit iseloomustab eriline väärtus -tasakaalukonstant. Meie näites on tasakaalukonstandil järgmine kuju:
Kravn =²/
- Tasakaalukonstant k on võrdne edasi- ja tagasireaktsiooni kiiruskonstantide suhtega või suhtegasaaduste ja reagentide tasakaalukontsentratsioonide korrutis, mis on tõstetud reaktsioonivõrrandis olevate koefitsientidega võrdsete astmeteni.Tasakaalukonstandi väärtuse määrab reageerivate ainete olemus ja see sõltub temperatuurist. (Slaid 10).
Tasakaalukonstandi väärtus iseloomustab pöörduva reaktsiooni täielikkust. Kui Kravn1, siis ei ole tasakaalusüsteemis praktiliselt ühtegi algreagenti alles, tasakaal nihutatakse paremale. (Slaid 11).
Keemiline tasakaal on mobiilne ja seda saab säilitada pikka aega püsivates välistingimustes:temperatuur, lähteainete või lõppsaaduste kontsentratsioon, rõhk(kui reaktsioonis osalevad gaasid).
Kui muudate neid tingimusi, saate süsteemi viia ühest tasakaaluolekust teise, mis vastab uutele tingimustele.
Seda üleminekut nimetatakse tasakaalu nihkumine või nihe. (Slaid 12).
Nihke juhtimist saab ennustada põhimõtte abil Le Chatelier, 1884
Ajalooline viide.
Prantsuse keemik Henri Louis Le Chatelier (1850-1936) uuris keemiliste reaktsioonide protsesse.
Tasakaalu nihutamise põhimõte on Le Chatelier' kuulsaim, kuid kaugeltki ainus teaduslik saavutus.
Tema teaduslikud uuringud on teinud ta laialdaselt tuntuks kogu maailmas. Ta elas 86-aastaseks.(Slaid 13).
- Henri Louis De Chatelier on tuntud kogu maailmas. Ta ei olnud kuningas ega prints, kuid ta avastas imelise põhimõtte, mis on kasulik keemikutele Sest kõigi tasakaaluseisundite nihked.
- Kui keemilises tasakaalus olevale süsteemile avaldatakse väline mõju (muutuv rõhk, ainete kontsentratsioon või temperatuur), siis tasakaal nihkub tekkivat efekti nõrgentava protsessi eelistatava toimumise suunas.
Le Chatelier’ põhimõte on “kahjulikkuse” põhimõte, “vastupidi”. (Slaid 14).
Olulisemad välistegurid, mis võivad viia keemilise tasakaalu nihkeni, on: a) reageerivate ainete kontsentratsioon;
b) temperatuur;
c) surve.
Reagentide kontsentratsiooni mõju.
Kui mõni reaktsioonis osalev aine viiakse tasakaalusüsteemi, nihkub tasakaal reaktsiooni suunas, mille käigus seda ainet tarbitakse. Kui tasakaalusüsteemist eemaldatakse mõni aine, nihkub tasakaal reaktsiooni suunas, mille käigus see aine tekib.
Näiteks , mõelgem, milliseid aineid tuleks sisse viia ja millised tasakaalusüsteemist eemaldada, et nihutada ammoniaagi sünteesi pöörduv reaktsioon paremale:
N 2 (g) + H 2 (g) ↔ 2 NH 3 (g)
Tasakaalu nihutamiseks paremale (ammooniumi moodustumise otsese reaktsiooni suunas) on vaja tasakaalusegusse viia lämmastikku ja vesinikku (st suurendada nende kontsentratsioone) ja eemaldada tasakaalusegust ammoniaak (st vähendada selle kontsentratsiooni). .
Järeldused: (15. slaid).
A) kui suurendame lõppsaaduste kontsentratsiooni, nihkub tasakaal algproduktide tekke suunas, s.t. valitseb vastupidine reaktsioon.
B) suurendame lähteproduktide kontsentratsiooni, tasakaal nihkub lõppsaaduste tekke suunas, ülekaalus on otsereaktsioon.
C) lõppsaaduste kontsentratsiooni vähenemisega nihkub tasakaalureaktsioon nende tekke suunas, ülekaalus on otsereaktsioon.
D) kui algreaktsiooni produktide kontsentratsioon väheneb, domineerib pöördreaktsioon.
(Katse (videokatse) "Reagentide kontsentratsiooni mõju keemilise tasakaalu nihkele") ( Slaid 16)).
Temperatuuri mõju.
Otsestel ja pöördreaktsioonidel on vastupidine termiline mõju: kui pärireaktsioon on eksotermiline, siis pöördreaktsioon on endotermiline (ja vastupidi).
Kui süsteemi kuumutatakse (st selle temperatuur tõuseb), nihkub tasakaal endotermilise reaktsiooni suunas; jahtumisel (madalam temperatuur) nihkub tasakaal eksotermilise reaktsiooni suunas.
Näiteks , on ammoniaagi sünteesi reaktsioon eksotermiline:
N2 (g) + H2 (g) → 2 NH3 (g) + 92 kJ,
ja ammoniaagi lagunemisreaktsioon on(tagurpidi reaktsioon) on endotermiline:
2 NH3 (g) → N2 (g) + H2 (g) - 92 kJ. Seetõttu nihutab temperatuuri tõus tasakaalu ammoniaagi lagunemise pöördreaktsiooni suunas.
Järeldused: (17. slaid).
A) temperatuuri tõustes nihkub keemiline tasakaal endotermilise reaktsiooni suunas.
B) temperatuuri langedes nihkub keemiline tasakaal eksotermilise reaktsiooni suunas.
(Katse (videokatse) "Temperatuuri mõju keemilise tasakaalu nihkele") ( Slaid 19)).
Surve mõju.
Rõhk mõjutab reaktsioonide tasakaalu, milles osalevad gaasilised ained. Kui välisrõhk suureneb, nihkub tasakaal reaktsiooni suunas, mille käigus gaasimolekulide arv väheneb. Seevastu tasakaal nihkub välisrõhu vähenedes gaasilisemate molekulide moodustumise suunas. Kui reaktsioon kulgeb gaasiliste ainete arvu muutmata, ei mõjuta rõhk selle süsteemi tasakaalu.
Näiteks: jaoks ammoniaagi saagise suurendamine(nihuta paremale) on vaja rõhku tõstapöörduvas reaktsioonisüsteemis
N 2 (g) + H 2 (g) ↔ 2 NH 3 (g), sest kui tekib otsene reaktsioon number gaasilised molekulid
väheneb (neljast lämmastiku- ja vesinikgaasi molekulist moodustub kaks gaasi ammoniaagi molekuli). Järeldused: (17. slaid).
- A) rõhu tõusuga nihkub tasakaal reaktsiooni suunas, mille käigus moodustunud gaasiliste saaduste maht väheneb.
- B) rõhu vähenedes nihkub tasakaal reaktsiooni suunas, mille käigus moodustunud gaasiliste saaduste maht suureneb.
Näide: 3H 2 + N 2 ↔ 2NH 3
- c) kui gaasiliste saaduste mahud on nii edasi- kui ka vastupidises reaktsioonis samad, ei nihuta rõhu muutus tasakaalu.
Näide: H2 + Cl2 = 2HCl
2V=2V
(Katse (videokatse) "Rõhu mõju keemilise tasakaalu nihkele") ( Slaid 18)).
Le Chatelier' põhimõte on rakendatav mitte ainult keemiliste reaktsioonide, vaid ka paljude muude protsesside puhul: aurustumine, kondenseerumine, sulamine, kristalliseerumine jne. Olulisemate keemiatoodete valmistamisel lähtutakse Le Chatelier' põhimõttest ja massimõju seadusest tulenevate arvutuste puhul. võimaldavad leida sellised tingimused keemilise protsessi läbiviimiseks, mis tagab soovitud aine maksimaalse saagise.(Slaid 20,21).
IV. Konsolideerimine (slaid 22).
- Keemik surub reaktsiooni taha: "Las ma liigutan sind natuke!" Ta vastab: "Te teate mind: ma ei saa elada tundi või päeva ilma tuleta! Ja enesetunde parandamiseks palun, isegi nõuan: kõrgem vererõhk! Pealegi pidage meeles: ma olen selline reaktsioon, et reaktiivide kontsentratsioon on minu jaoks oluline. Ja keemik mõtles: “Nüüd on mul kõik selge. Sa neelad soojust – ja see on imeline! Niipea, kui põletid kolvi all põlevad, minge edasi, reaktsioon, otse noolt mööda. Need on lilled, kuid seal on ka viljad - toote saagikus suurendab survet! Rohkem keskendumist... Jah, sul on õigus: ma annan sulle rohkem aineid. Reaktsioon hakkas kuulekalt toimima, moodustades kasuliku ja vajaliku toote. See on keemiku unistus. Milliseid järeldusi ta teeb?
V. Üldistus ja järeldused.
Seega uurisime selles tunnis põhjalikumalt keemilist tasakaalu – mis võib tekkida pöörduvates keemilistes reaktsioonides ning saime ka arusaama teguritest, mis põhjustavad keemilise tasakaalu nihkumist otsese või pöördreaktsiooni suunas ning veendusime selles eksperimentaalselt. .
V I . Ühtse riigieksami ülesannete lahendamine (A osa).(Slaid 23,24).
1. Keemilise transformatsiooni pöördumatuse tingimus.
A) nõrga elektrolüüdi moodustumine
B) suure hulga soojuse neeldumine
B) nõrkade ja tugevate elektrolüütide vastastikmõju
D) lahuse värvi nõrgenemine.
2. Tasakaalu nihutamiseks süsteemis
CaCO 3(t) ↔ CaO (t) + CO 2(t) – Q
Reaktsiooniproduktide suunas on vajalik
A) tõsta rõhku b) tõsta temperatuuri
C) sisestage katalüsaator d) vähendage temperatuuri
3. Kui rõhk tõuseb, siis keemiline tasakaal süsteemis ei nihku
A) 2H 2S (g) + 3O 2 (g) = 2H 2O (g) + 2SO 2 (g)
B) 2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g)
B) H2 (g) + I 2 (g) = 2HI (g)
D) SO 2 (g) + CL 2 (g) = SO 2 CL 2 (g)
4. Kas järgmised hinnangud süsteemi keemilise tasakaalu nihke kohta on õiged?
2CO (g) + O 2 (g) ↔ 2CO 2 (g) + Q ?
A. Kui rõhk langeb, nihkub keemiline tasakaal selles süsteemis reaktsioonisaaduse suunas.
B. Süsinikdioksiidi kontsentratsiooni suurenedes nihkub süsteemi keemiline tasakaal reaktsioonisaaduse suunas.
a) ainult A on tõene c) mõlemad otsused on tõesed
b) ainult B on tõene d) mõlemad otsused on valed
5 . Süsteemis
2SO 2 (g) + O 2 (g) ↔ 2SO 3 (g) + Q
Keemilise tasakaalu nihkumist lähteainete suunas soodustab
a) rõhu langus
b) temperatuuri langus
c) SO kontsentratsiooni suurenemine 2
d) SO kontsentratsiooni vähenemine 3
6. Keemiline tasakaal süsteemis
C 4 H 10 (g) ↔ C 4 H 6 (g) + 2H 2 (g) -Q
pöördreaktsiooni pool, kui
A) tõsta temperatuuri
B) vähendage H kontsentratsiooni 2
B) lisage katalüsaator
D) tõsta vererõhku
Nüüd kontrollige oma vastuste õigsust. (Slaid 25).
1 – a
2 – b
3 – sisse
4 – a
5 – a
6 – g
VII. § 14, v.a. 1-8. (Slaid 26).
Keemiliste reaktsioonide pöörduvus.Keemiline tasakaal.
11. klass
(profiilitase)
Keemiaõpetaja, MBOU Keskkool, Kadgaroni küla Khetagurova F.A.
2012-2013 õppeaasta aastal.
Kasutatud Raamatud.
1. O.S. Gabrielyan, G.G Lysova "Keemia" - M.: "Drofa", 2009.
2. O.S. Gabrielyan, I.G. Ostroumov "Üldine keemia" - Olma õpik, 2008.
3. O.S.Gabrielyan, G.G.Lysova, A.G.Vvedenskaya “Keemiaõpetaja käsiraamat”, I osa, 11. klass. - M.: "Drofa", 2009.
4.T.P. Troegubov “Tundipõhised arengud keemias” - M.: “Vako”, 2009.
5. A.S. Egorov "Keemiaõpetaja" - "Phoenix", 2008.
6. S.A. Litvinova, N.V. Mankevitš „Anorgaaniline keemia. Kogu koolikursus on tabelites" - Minsk: "Moodne kool: Kuzma", 2009.
7. A.N. Levkin, A.A., Dombrovskaja, E.D. „Keemia: õppe- ja teatmematerjalid. (sari “Lõppkontroll: ühtne riigieksam”) - M.: Haridus, 2011.
8. G.P Khomchenko “Keemia käsiraamat ülikoolidesse astujatele” - M.: “Uus laine”, 2004.
9.V.N.Doronkin, A.G.Berezhnaya, T.V.Sazhneva, V.A.Fevraleva "Keemia ettevalmistamine ühtseks riigieksamiks" - Rostov-on-Don "Legion", 2010.
10. D. M. Dobrotin, A. A. Kaverina, M. G. Snastina „Ühtne riigieksam-2011. Keemia: standardsed eksamivalikud: 30 valikut. - FIPI, M.; "Rahvuskasvatus". 2011. aastal.
Keemiliste reaktsioonide pöörduvus. Keemiline tasakaal.
11. klass
Põhimõisted: Pöörduvad ja pöördumatud keemilised reaktsioonid, keemiline tasakaal, tasakaalukontsentratsioonid, tasakaalukonstant, reaktsioonikiirus, Le Chatelier' printsiip. Varustus: F eCl 3 lahus; KNCS; KCl; tärklisepasta; katseklaasid, vesi, piirituslamp, hoidik.
Tundide ajal. Frontaaluuring 1. Keemilise reaktsiooni kiiruse määramine. 2. Kiiruse ja kiirusühikute väljendamise valemid: a) homogeenne reaktsioon; b) heterogeenne reaktsioon. 3. Loetlege keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid. 4. Kuidas sõltub keemilise reaktsiooni kiirus kontsentratsioonist? 5. Milliseid aineid nimetatakse katalüsaatoriteks? Inhibiitorid? Mis vahe on nende mõjul keemilise reaktsiooni kiirusele? Katalüsaatorite ja inhibiitorite tähtsus tootmises ja elusorganismide elus. 6. Mida on vaja teada keemilise reaktsiooni kohta, et määrata selle kiirust?
Uue materjali õppimine. Esitluse kava. 1. Reaktsioonid on pöörduvad ja pöördumatud. Pöördumatuse tunnused 2. Keemiline tasakaal. Keemilise tasakaalu konstant. 3. Keemilise tasakaalu nihet põhjustavad tegurid. Le Chatelier’ põhimõte. Katse. 4. Le Chatelier’ põhimõtte rakendamine. 5. Ühtse riigieksami ülesannete lahendamine.
Pöörduvad ja pöördumatud reaktsioonid. Pöörduvad keemilised reaktsioonid on reaktsioonid, mis toimuvad samaaegselt edasi- ja tagasisuunas samadel tingimustel. Näiteks: H 2 + I 2 ↔ 2HI CaCO 3 ↔ CaO + CO 2 Pöördumatud keemilised reaktsioonid on reaktsioonid, mis kulgevad ühes suunas, kuni reagendid muutuvad täielikult reaktsiooniproduktideks. Näiteks: Na 2 SO 4 + BaCl 2 BaSO 4 ↓ + 2NaCl
Pöördumatuse märgid. CuCl 2 + 2KOH= Cu(OH) 2 ↓ +2KOH – tekkis sade Na 2 CO 3 + 2HCl=2NaCl + H 2 O + CO 2 – tekkis nõrk elektrolüüt, mis laguneb veeks ja süsihappegaasiks. H 2 SO 4 + 2KOH = K 2 SO 4 + 2H 2 O - tekkis vesi - väga nõrk elektrolüüt.
Keemiline tasakaal. Pöördume tagasi vesiniku ja joodiauru pöörduva reaktsiooni juurde. Vastavalt massimõju seadusele on otsereaktsiooni kineetiline võrrand järgmine: V pr = k pr Aja jooksul otsereaktsiooni kiirus väheneb, sest lähteained kuluvad ära. Samal ajal suureneb vesinikjodiidi akumuleerumisel süsteemi selle lagunemisreaktsiooni kiirus: V arr = k arr [HI] ² Igas pöörduvas reaktsioonis saabub varem või hiljem hetk, mil otsese reaktsiooni kiirused. ja pöördprotsessid muutuvad võrdseks. Pöörduva protsessi olekut, kus edasi- ja tagasisuunaliste reaktsioonide kiirus on võrdne, nimetatakse keemiliseks tasakaaluks.
Keemilise tasakaalu konstant. Keemilise tasakaalu seisundit iseloomustab eriline väärtus - tasakaalukonstant. Meie näites on tasakaalukonstant järgmine: K võrdne = ² / tasakaalukonstant k on võrdne edasi- ja tagasireaktsiooni kiiruskonstantide suhtega või produktide ja reaktiivide tasakaalukontsentratsioonide korrutise suhtega. tõstetakse reaktsioonivõrrandis olevate koefitsientidega võrdseteks astmeteks. Tasakaalukonstandi väärtuse määrab reageerivate ainete olemus ja see sõltub temperatuurist.
Tasakaalukonstandi väärtus iseloomustab pöörduva reaktsiooni täielikkust. Kui K on võrdne 1-ga, ei ole tasakaalusüsteemis praktiliselt ühtegi algreagenti jäänud ja tasakaal nihkub paremale.
Keemilise tasakaalu muutust põhjustavad tegurid. Keemilise tasakaalu seisund võib püsida pikka aega püsivate välistingimuste juures: temperatuur, lähteainete või lõppsaaduste kontsentratsioon, rõhk (kui reaktsioonis osalevad gaasid). Kui muudate neid tingimusi, saate süsteemi viia ühest tasakaaluolekust teise, mis vastab uutele tingimustele. Seda üleminekut nimetatakse nihkeks või tasakaalunihkeks. Nihke kontrolli saab ennustada, kasutades Le Chatelier' põhimõtet, 1884.
Ajalooline viide. Prantsuse keemik Henri Louis Le Chatelier (1850-1936) uuris keemiliste reaktsioonide protsesse. Tasakaalu nihutamise põhimõte on Le Chatelier' kuulsaim, kuid kaugeltki ainus teaduslik saavutus. Tema teaduslikud uuringud on teinud ta laialdaselt tuntuks kogu maailmas. Ta elas 86-aastaseks.
Le Chatelier’ põhimõte. Henri Louis De Chatelier on tuntud kogu maailmas. Ta ei olnud kuningas ega prints, vaid ta avastas imelise põhimõtte, mis on kasulik keemikutele igasuguste tasakaalude nihutamiseks. Kui keemilises tasakaalus olevale süsteemile avaldatakse väline mõju (muutuv rõhk, ainete kontsentratsioon või temperatuur), siis tasakaal nihkub tekkivat efekti nõrgentava protsessi eelistatava toimumise suunas. Le Chatelier’ põhimõte on “kahjulikkuse” põhimõte, “vastupidi”.
Kontsentratsiooni muutus: A) kui suurendame lõppsaaduste kontsentratsiooni, nihkub tasakaal algproduktide tekke suunas, s.t. valitseb vastupidine reaktsioon. B) suurendame lähteproduktide kontsentratsiooni, tasakaal nihkub lõppsaaduste tekke suunas, ülekaalus on otsereaktsioon. C) lõppsaaduste kontsentratsiooni vähenemisega nihkub tasakaalureaktsioon nende tekke suunas, ülekaalus on otsereaktsioon. D) kui algreaktsiooni produktide kontsentratsioon väheneb, domineerib pöördreaktsioon.
Rõhu muutuste mõju. A) rõhu tõusuga nihkub tasakaal reaktsiooni suunas, mille käigus moodustunud gaasiliste saaduste maht väheneb. B) rõhu vähenedes nihkub tasakaal reaktsiooni suunas, mille käigus moodustunud gaasiliste saaduste maht suureneb. Näide: 3H 2 + N 2 ↔ 2NH 3 c) kui gaasiliste saaduste mahud on nii edasi- kui ka vastupidises reaktsioonis samad, ei nihuta rõhu muutus tasakaalu. Näide: H2 + Cl2 =2HCl 2V=2V
Temperatuurimuutuse mõju. A) temperatuuri tõustes nihkub keemiline tasakaal endotermilise reaktsiooni suunas. B) temperatuuri langedes nihkub keemiline tasakaal eksotermilise reaktsiooni suunas. Näide: N2 (g) + H2 (g) → 2 NH3 (g) +92 kJ, 2 NH3 (g) → N2 (g) + H2 (g) - 92 kJ.
Le Chatelier’ printsiibi tähendus.
Ammoniaagi ja metanooli tootmine.
Konsolideerimine. Keemik surub reaktsiooni taha: "Las ma liigutan sind natuke!" "Ta vastab: "Te teate mind: ma ei saa elada tundi või päeva ilma tuleta!" Ja enesetunde parandamiseks palun, isegi nõuan: kõrgem vererõhk! Pealegi pidage meeles: ma olen selline reaktsioon, et reaktiivide kontsentratsioon on minu jaoks oluline. Ja keemik mõtles: “Nüüd on mul kõik selge. Sa neelad soojust – ja see on imeline! Niipea, kui põletid kolvi all põlevad, minge edasi, reaktsioon, otse noolt mööda. Need on lilled, kuid seal on ka viljad - toote saagikus suurendab survet! Rohkem keskendumist... Jah, sul on õigus: ma annan sulle rohkem aineid. Reaktsioon hakkas kuulekalt toimima, moodustades kasuliku ja vajaliku toote. See on keemiku unistus. Milliseid järeldusi ta teeb?
Ühtsed riigieksami ülesanded. 1. Keemilise muundumise pöördumatuse tingimus. a) nõrga elektrolüüdi teke b) suure soojushulga neeldumine c) nõrkade ja tugevate elektrolüütide vastastikmõju d) lahuse värvuse nõrgenemine. 2. Tasakaalu nihutamiseks süsteemis CaCO 3(s) ↔ CaO(s) + CO 2(s) – Q reaktsioonisaaduste suunas on vaja a) tõsta rõhku b) tõsta temperatuuri c) sisse viia a katalüsaator d) alandada temperatuuri 3. Rõhu tõstmisel keemiline tasakaal süsteemis ei nihku a) 2H 2 S (g) + 3O 2 (g) = 2H 2 O (g) + 2SO 2 (g) b ) 2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g) c) H2 (g) + I 2 (g) = 2HI (g) g) SO 2 (g) + CL 2 (g) = SO 2 CL 2 (g)
4. Kas järgmised hinnangud keemilise tasakaalu nihke kohta süsteemis 2CO (g) + O 2 (g) ↔ 2CO 2 (g) + Q on õiged? A. Kui rõhk langeb, nihkub keemiline tasakaal selles süsteemis reaktsioonisaaduse suunas. B. Süsinikdioksiidi kontsentratsiooni suurenedes nihkub süsteemi keemiline tasakaal reaktsioonisaaduse suunas. a) ainult A on tõene c) mõlemad otsused on õiged b) ainult B on tõesed d) mõlemad otsused on valed 5. Süsteemis 2 SO 2 (g) + O 2 (g) ↔ 2SO 3 (g) + Q keemilise tasakaalu nihked algsete ainete suunas aitavad kaasa a) rõhu langusele c) SO 2 kontsentratsiooni tõusule b) temperatuuri langusele d) SO 3 kontsentratsiooni langusele 6. Keemiline tasakaal süsteemis C 4 H 10 (g) ↔ C 4 H 6 (g) + 2H 2 ( d) pöördreaktsiooni -Q pool, kui a) tõsta temperatuuri c) lisada katalüsaatorit b) vähendada H 2 kontsentratsiooni d) suurendada surve
Kontrolli ennast! 1 – a 2 – b 3 – c 4 – a 5 – a 6 – d
Kodutöö. § 14, v.a. 1-8.
Pööratav Keemilises kineetikas on need reaktsioonid, mis kulgevad samaaegselt ja iseseisvalt kahes suunas - edasi ja tagasi, kuid erineva kiirusega. Pöörduvatele reaktsioonidele on iseloomulik, et mõni aeg pärast nende algust muutuvad edasi- ja tagasireaktsiooni kiirused võrdseks ning tekib keemiline tasakaal.
Kõik keemilised reaktsioonid on pöörduvad, kuid teatud tingimustel võivad mõned neist kulgeda ainult ühes suunas, kuni algproduktid peaaegu täielikult kaovad. Selliseid reaktsioone nimetatakse pöördumatu. Tavaliselt on pöördumatud reaktsioonid need, mille käigus eemaldatakse reaktsioonialast vähemalt üks reaktsiooniprodukt (lahustes toimuva reaktsiooni korral see sadestub või vabaneb gaasina) või reaktsioonid, millega kaasneb suur positiivne termiline efekt. . Ioonreaktsioonide puhul on reaktsioon praktiliselt pöördumatu, kui selle tulemusena tekib väga halvasti lahustuv või vähe dissotsieerunud aine.
Siin käsitletav reaktsiooni pöörduvuse mõiste ei lange kokku termodünaamilise pöörduvuse mõistega. Reaktsioon, mis on kineetilises mõttes pöörduv, võib termodünaamilises mõttes kulgeda pöördumatult. Selleks, et reaktsiooni saaks nimetada termodünaamilises mõttes pöörduvaks, peab edasisuunalise protsessi kiirus lõpmatult erinema pöördprotsessi kiirusest ja seetõttu peab protsess tervikuna kulgema lõpmatult aeglaselt.
Ideaalsetes gaasisegudes ja ideaalsetes vedelates lahustes järgivad lihtsate (üheastmeliste) reaktsioonide kiirused massilise tegevuse seadus. Keemilise reaktsiooni kiirust (1.1) kirjeldab võrrand (1.2) ja otsese reaktsiooni korral võib selle esitada järgmiselt:
kus on edasisuunalise reaktsiooni kiiruskonstant.
Samamoodi on pöördreaktsiooni kiirus:
Seega tasakaaluolekus:
See võrrand väljendab massi mõju seadust keemilise tasakaalu saavutamiseks ideaalsüsteemides; K - k o n s t a n t a r a v e n e w e s t .
Reaktsioonikonstant võimaldab leida reaktsioonisegu tasakaalukompositsiooni antud tingimustes.
Reaktsioonikiiruste massimõju seadust saab seletada järgmiselt.
Reaktsiooni toimumiseks on vajalik lähteainete molekulide kokkupõrge, s.t. molekulid peavad lähenema üksteisele aatomisuuruste suurusjärgu kaugusel. Tõenäosus leida antud hetkel mingis väikeses mahus l aine L molekulid, m aine M molekulid jne. on proportsionaalne ..... seepärast on kokkupõrgete arv mahuühiku kohta ajaühikus võrdeline selle väärtusega; seega järgneb võrrand (1.4).
>> Keemia: pöörduvad ja pöördumatud reaktsioonid
CO2+ H2O = H2CO3
Laske saadud happelahusel alusele seista. Mõne aja pärast näeme, et lahus on muutunud taas lillaks, kuna hape on lagunenud algaineteks.
Seda protsessi saab läbi viia palju kiiremini, kui lahuseks on kolmandik süsihappest. Järelikult toimub süsihappe tootmise reaktsioon nii edasi- kui ka vastupidises suunas, see tähendab, et see on pöörduv. Reaktsiooni pöörduvust näitavad kaks vastassuunalist noolt:
Olulisemate keemiatoodete tootmise aluseks olevatest pöörduvatest reaktsioonidest olgu näitena toodud väävel(VI)oksiidi sünteesi (ühendi) reaktsioon väävel(IV)oksiidist ja hapnikust.
1. Pöörduvad ja pöördumatud reaktsioonid.
2. Berthollet' reegel.
Kirjutage üles lõigu tekstis käsitletud põlemisreaktsioonide võrrandid, märkides, et nende reaktsioonide tulemusena tekivad nende elementide oksiidid, millest lähteained on ehitatud.
Iseloomustage kolme viimast, vastavalt plaanile lõigu lõpus läbiviidud reaktsiooni: a) reaktiivide ja toodete olemus ja arv; b) koondseisund; c) suund: d) katalüsaatori olemasolu; e) soojuse eraldumine või neeldumine
Milline ebatäpsus on tehtud lõigu tekstis pakutud lubjakivi põletamise reaktsiooni võrrandi kirjutamisel?
Kui õige on väide, et liitreaktsioonid on üldiselt eksotermilised reaktsioonid? Põhjendage oma seisukohta õpiku tekstis toodud faktide abil.
Tunni sisu tunnimärkmed toetavad raamtunni esitluskiirendusmeetodid interaktiivseid tehnoloogiaid Harjuta ülesanded ja harjutused enesetesti töötoad, koolitused, juhtumid, ülesanded kodutöö arutelu küsimused retoorilised küsimused õpilastelt Illustratsioonid heli, videoklipid ja multimeedium fotod, pildid, graafika, tabelid, diagrammid, huumor, anekdoodid, naljad, koomiksid, tähendamissõnad, ütlused, ristsõnad, tsitaadid Lisandmoodulid kokkuvõtteid artiklid nipid uudishimulikele hällid õpikud põhi- ja lisaterminite sõnastik muu Õpikute ja tundide täiustaminevigade parandamine õpikusõpiku fragmendi uuendamine, innovatsioonielemendid tunnis, vananenud teadmiste asendamine uutega Ainult õpetajatele täiuslikud õppetunnid aasta kalenderplaan; Integreeritud õppetunnid
