>> Chemistry: Nababaligtad at hindi maibabalik na mga reaksyon
CO2+ H2O = H2CO3
Hayaang tumayo ang nagresultang acid solution sa isang stand. Pagkaraan ng ilang oras, makikita natin na ang solusyon ay naging kulay ube muli, dahil ang acid ay nabulok sa orihinal nitong mga sangkap.
Ang prosesong ito ay maaaring isagawa nang mas mabilis kung ang solusyon ay isang ikatlong bahagi ng carbonic acid. Dahil dito, ang reaksyon upang makagawa ng carbonic acid ay nangyayari kapwa sa pasulong at sa reverse na direksyon, iyon ay, ito ay nababaligtad. Ang reversibility ng isang reaksyon ay ipinapahiwatig ng dalawang magkasalungat na direksyon na mga arrow:
Kabilang sa mga nababagong reaksyon na pinagbabatayan ng paggawa ng pinakamahalagang produktong kemikal, banggitin natin bilang isang halimbawa ang reaksyon ng synthesis (compound) ng sulfur (VI) oxide mula sa sulfur (IV) oxide at oxygen.
1. Nababaligtad at hindi maibabalik na mga reaksyon.
2. Pamumuno ni Berthollet.
Isulat ang mga equation para sa mga reaksyon ng pagkasunog na tinalakay sa teksto ng talata, na binabanggit na bilang resulta ng mga reaksyong ito, ang mga oxide ng mga elemento kung saan nabuo ang mga panimulang sangkap ay nabuo.
Ilarawan ang huling tatlong reaksyong isinagawa sa dulo ng talata ayon sa plano: a) ang katangian at bilang ng mga reagents at produkto; b) estado ng pagsasama-sama; c) direksyon: d) pagkakaroon ng isang katalista; e) pagpapalabas o pagsipsip ng init
Anong kamalian ang ginawa sa pagsulat ng equation para sa reaksyon ng pagpapaputok ng apog na iminungkahi sa teksto ng talata?
Gaano katotoo ang pagsasabi na ang mga tambalang reaksyon ay karaniwang mga exothermic na reaksyon? Pangatwiranan ang iyong pananaw gamit ang mga katotohanang ibinigay sa teksto ng aklat-aralin.
Nilalaman ng aralin mga tala ng aralin pagsuporta sa frame lesson presentation acceleration methods interactive na mga teknolohiya Magsanay mga gawain at pagsasanay sa mga workshop sa pagsusulit sa sarili, mga pagsasanay, mga kaso, mga tanong sa talakayan sa takdang-aralin mga retorika na tanong mula sa mga mag-aaral Mga Ilustrasyon audio, mga video clip at multimedia mga litrato, larawan, graphics, talahanayan, diagram, katatawanan, anekdota, biro, komiks, talinghaga, kasabihan, crosswords, quote Mga add-on mga abstract articles tricks para sa mga curious crib textbooks basic at karagdagang diksyunaryo ng mga terminong iba Pagpapabuti ng mga aklat-aralin at mga aralinpagwawasto ng mga pagkakamali sa aklat-aralin pag-update ng isang fragment sa isang aklat-aralin, mga elemento ng pagbabago sa aralin, pagpapalit ng hindi napapanahong kaalaman ng mga bago Para lamang sa mga guro perpektong mga aralin plano sa kalendaryo para sa isang taon mga rekomendasyong metodolohikal mga programa sa talakayan Pinagsanib na AralinKabilang sa maraming mga pag-uuri ng mga uri ng mga reaksyon, halimbawa, ang mga natutukoy ng thermal effect (exothermic at endothermic), sa pamamagitan ng mga pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon ng mga sangkap (redox), sa pamamagitan ng bilang ng mga sangkap na nakikilahok sa kanila (decomposition, compounds. ), at iba pa, mga reaksyong nagaganap sa dalawang magkaparehong direksyon, kung hindi man ay tinatawag nababaligtad . Ang isang kahalili sa mga nababagong reaksyon ay mga reaksyon hindi maibabalik, kung saan nabuo ang pangwakas na produkto (namuo, puno ng gas, tubig). Kabilang sa mga reaksyong ito ay ang mga sumusunod:
Pagpapalitan ng mga reaksyon sa pagitan ng mga solusyon sa asin, kung saan ang alinman sa isang hindi matutunaw na precipitate ay nabuo - CaCO 3:
Ca(OH) 2 + K 2 CO 3 → CaCO 3↓ + 2KON (1)
o isang gaseous substance - CO 2:
3 K 2 CO 3 + 2H 3 RO 4 →2K 3 RO 4 + 3 CO 2+ 3H 2 O (2)
o isang bahagyang dissociable substance ay nakuha - H 2 O:
2NaOH + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2 H 2O(3)
Kung isasaalang-alang natin ang isang nababaligtad na reaksyon, pagkatapos ay nagpapatuloy ito hindi lamang sa direksyon ng pasulong (sa mga reaksyon 1,2,3 mula kaliwa hanggang kanan), kundi pati na rin sa kabaligtaran na direksyon. Ang isang halimbawa ng naturang reaksyon ay ang synthesis ng ammonia mula sa mga gas na sangkap - hydrogen at nitrogen:
3H 2 + N 2 ↔ 2NH 3 (4)
kaya, ang isang kemikal na reaksyon ay tinatawag na mababalik kung ito ay nagpapatuloy hindi lamang sa pasulong na direksyon (→), kundi pati na rin sa reverse na direksyon (←) at ipinahihiwatig ng simbolo (↔).
Pangunahing tampok Ang ganitong uri ng reaksyon ay ang mga produkto ng reaksyon ay nabuo mula sa mga panimulang sangkap, ngunit sa parehong oras, mula sa parehong mga produktong ito, sa kabaligtaran, ang mga panimulang reagents ay nabuo. Kung isasaalang-alang natin ang reaksyon (4), pagkatapos ay sa isang kamag-anak na yunit ng oras, kasabay ng pagbuo ng dalawang moles ng ammonia, ang kanilang agnas ay magaganap sa pagbuo ng tatlong moles ng hydrogen at isang nunal ng nitrogen. Tukuyin natin ang rate ng direktang reaksyon (4) sa pamamagitan ng simbolo V 1, pagkatapos ay ang expression para sa rate na ito ay kukuha ng form:
V 1 = kˑ [Н 2 ] 3 ˑ , (5)
kung saan ang halagang "k" ay tinukoy bilang ang rate ng pare-pareho ng isang ibinigay na reaksyon, ang mga halaga [H 2 ] 3 at tumutugma sa mga konsentrasyon ng mga panimulang sangkap na itinaas sa mga kapangyarihan na tumutugma sa mga coefficient sa equation ng reaksyon. Alinsunod sa prinsipyo ng reversibility, ang rate ng reverse reaction ay kukuha ng expression:
V 2 = kˑ 2 (6)
Sa unang sandali ng oras, ang rate ng pasulong na reaksyon ay tumatagal sa pinakamalaking halaga. Ngunit unti-unting bumababa ang mga konsentrasyon ng mga panimulang reagents at bumabagal ang rate ng reaksyon. Kasabay nito, ang rate ng reverse reaction ay nagsisimulang tumaas. Kapag ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay naging pareho (V 1 = V 2), estado ng ekwilibriyo , kung saan wala nang pagbabago sa mga konsentrasyon ng parehong inisyal at mga resultang reagents.
Dapat pansinin na ang ilang mga hindi maibabalik na reaksyon ay hindi dapat kunin nang literal. Magbigay tayo ng isang halimbawa ng pinakamadalas na binanggit na reaksyon ng pakikipag-ugnayan ng isang metal na may acid, lalo na, zinc na may hydrochloric acid:
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 (7)
Sa katunayan, ang zinc ay natutunaw sa acid upang bumuo ng asin: zinc chloride at hydrogen gas, ngunit pagkaraan ng ilang oras ang bilis ng direktang reaksyon ay bumabagal habang ang konsentrasyon ng asin sa solusyon ay tumataas. Kapag halos huminto ang reaksyon, mayroong isang tiyak na halaga ng zinc chloride sa solusyon. hydrochloric acid, samakatuwid ang reaksyon (7) ay dapat ibigay sa sumusunod na anyo:
2Zn + 2HCl = 2ZnНCl + H2 (8)
O sa kaso ng pagbuo ng isang hindi matutunaw na precipitate na nakuha sa pamamagitan ng pagsasama ng mga solusyon ng Na 2 SO 4 at BaCl 2:
Na 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2NaCl (9)
ang namuong asin na BaSO 4, kahit sa maliit na lawak, ay maghihiwalay sa mga ion:
BaSO 4 ↔ Ba 2+ + SO 4 2- (10)
Samakatuwid, ang mga konsepto ng hindi maibabalik at hindi maibabalik na mga reaksyon ay kamag-anak. Ngunit gayunpaman, kapwa sa kalikasan at sa mga praktikal na gawain ng mga tao, mayroon itong mga reaksyon malaking halaga. Halimbawa, ang mga proseso ng pagkasunog ng mga hydrocarbon o mas kumplikado organikong bagay, halimbawa alak:
CH 4 + O 2 = CO 2 + H 2 O (11)
2C 2 H 5 OH + 5O 2 = 4CO 2 + 6H 2 O (12)
ay ganap na hindi maibabalik na mga proseso. Ito ay maituturing na isang masayang pangarap ng sangkatauhan kung ang mga reaksyon (11) at (12) ay mababaligtad! Pagkatapos ay posibleng mag-synthesize muli ng gas at gasolina at alkohol mula sa CO 2 at H 2 O! Sa kabilang banda, ang mga nababaligtad na reaksyon tulad ng (4) o oksihenasyon ng sulfur dioxide:
SO 2 + O 2 ↔ SO 3 (13)
ay ang mga pangunahing sa produksyon ng mga ammonium salts, nitric acid, sulfuric acid, atbp., parehong inorganic at mga organikong compound. Ngunit ang mga reaksyong ito ay nababaligtad! At upang makuha ang mga huling produkto: NH 3 o SO 3, kinakailangan na gumamit ng mga teknolohikal na pamamaraan tulad ng: pagbabago ng mga konsentrasyon ng mga reagents, pagbabago ng presyon, pagtaas o pagbaba ng temperatura. Ngunit ito na ang magiging paksa ng susunod na paksa: "Paglipat sa ekwilibriyong kemikal."
blog.site, kapag kumukopya ng materyal nang buo o bahagi, kinakailangan ang isang link sa orihinal na pinagmulan.
Ang lahat ng mga kemikal na reaksyon ay maaaring nahahati sa dalawang grupo: hindi maibabalik at mababalik na mga reaksyon. Ang mga hindi maibabalik na reaksyon ay nagpapatuloy hanggang sa pagkumpleto - hanggang sa ganap na maubos ang isa sa mga reaksyon. Ang mga nababalikang reaksyon ay hindi nagpapatuloy hanggang sa pagkumpleto: sa isang nababagong reaksyon, wala sa mga reactant ang ganap na natupok. Ang pagkakaibang ito ay dahil sa ang katunayan na ang isang hindi maibabalik na reaksyon ay maaari lamang mangyari sa isang direksyon. Ang isang nababalikang reaksyon ay maaaring mangyari sa parehong pasulong at pabalik na direksyon.
Tingnan natin ang dalawang halimbawa.
Halimbawa 1. Pakikipag-ugnayan sa pagitan ng zinc at puro nitric acid nagpapatuloy ayon sa equation:
Sa sapat na dami ng nitric acid, matatapos lamang ang reaksyon kapag natunaw na ang lahat ng zinc. Bilang karagdagan, kung susubukan mong isagawa ang reaksyong ito sa kabaligtaran na direksyon - pagpasa ng nitrogen dioxide sa pamamagitan ng isang solusyon ng zinc nitrate, kung gayon ang metal na zinc at nitric acid ay hindi gagana - ang reaksyong ito ay hindi maaaring magpatuloy sa kabaligtaran na direksyon. Kaya, ang pakikipag-ugnayan ng zinc sa nitric acid ay isang hindi maibabalik na reaksyon.
Halimbawa 2. Ang ammonia synthesis ay nagpapatuloy ayon sa equation:
Kung paghaluin mo ang isang nunal ng nitrogen na may tatlong moles ng hydrogen, lumikha ng mga kondisyon sa system na kanais-nais para sa reaksyon na mangyari, at pagkatapos ng sapat na oras, pag-aralan ang pinaghalong gas, ang mga resulta ng pagsusuri ay magpapakita na hindi lamang ang reaksyon. produkto (ammonia) ay naroroon sa system, ngunit din ang mga paunang sangkap (nitrogen at hydrogen). Kung ngayon, sa ilalim ng parehong mga kondisyon, hindi isang pinaghalong nitrogen-hydrogen, ngunit ang ammonia ay inilagay bilang panimulang sangkap, kung gayon posible na makita na ang bahagi ng ammonia ay mabulok sa nitrogen at hydrogen, at ang huling ratio sa pagitan ng mga dami sa lahat ng tatlong sangkap ay magiging kapareho ng sa kasong iyon, kapag nagsisimula sa isang pinaghalong nitrogen at hydrogen. Kaya, ang synthesis ng ammonia ay isang reversible reaction.
Sa mga equation ng reversible reactions, ang mga arrow ay maaaring gamitin sa halip na ang equal sign; sinasagisag nila ang reaksyong nagaganap sa parehong pasulong at pabalik na direksyon.
Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 68 ang pagbabago sa mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon sa paglipas ng panahon. Sa una, kapag ang paghahalo ng mga panimulang sangkap, ang rate ng pasulong na reaksyon ay mataas, at ang rate ng reverse reaksyon ay zero.
kanin. 63. Pagbabago sa bilis ng pasulong at pabalik na mga reaksyon sa paglipas ng panahon.
Bilang resulta, bumababa ang rate ng pasulong na reaksyon. Kasabay nito, lumilitaw ang mga produkto ng reaksyon at tumataas ang kanilang konsentrasyon. Bilang resulta, ang isang reverse reaction ay nagsisimulang mangyari, at ang bilis nito ay unti-unting tumataas. Kapag ang mga rate ng pasulong at baligtad na mga reaksyon ay naging pantay, nangyayari ang chemical equilibrium. Kaya, sa huling halimbawa, ang isang ekwilibriyo ay itinatag sa pagitan ng nitrogen, hydrogen at ammonia.
Ekwilibriyong kemikal tinatawag na dynamic equilibrium. Binibigyang-diin nito na sa ekwilibriyo ang parehong pasulong at baligtad na mga reaksyon ay nangyayari, ngunit ang kanilang mga rate ay pareho, bilang isang resulta kung saan ang mga pagbabago sa sistema ay hindi napapansin.
Ang isang quantitative na katangian ng chemical equilibrium ay isang value na tinatawag na chemical equilibrium constant. Isaalang-alang natin ito gamit ang halimbawa ng iodide-hydrogen synthesis reaction:
Ayon sa batas ng mass action, ang mga rate ng pasulong at baligtad na mga reaksyon ay ipinahayag ng mga equation:
Sa equilibrium, ang mga rate ng pasulong at baligtad na mga reaksyon ay pantay-pantay sa isa't isa, samakatuwid
Ang ratio ng mga constant ng rate ng pasulong at baligtad na mga reaksyon ay pare-pareho din. Tinatawag itong equilibrium constant ng reaksyong ito (K):
Mula dito sa wakas
Sa kaliwang bahagi ng equation na ito ay ang mga konsentrasyon ng mga nakikipag-ugnay na sangkap na itinatag sa equilibrium - equilibrium na mga konsentrasyon. Ang kanang bahagi ng equation ay isang pare-pareho (sa pare-parehong temperatura) na dami.
Maaari itong ipakita na sa pangkalahatang kaso ng isang mababalik na reaksyon
ang equilibrium constant ay ipinahayag ng equation:
Dito, ang mga malalaking titik ay nagpapahiwatig ng mga formula ng mga sangkap, at ang mga maliliit na titik ay nagpapahiwatig ng mga coefficient sa equation ng reaksyon.
Kaya, sa isang pare-parehong temperatura, ang equilibrium constant ng isang reversible reaction ay isang pare-parehong halaga na nagpapakita ng ratio sa pagitan ng mga konsentrasyon ng mga produkto ng reaksyon (numerator) at mga panimulang sangkap (denominator) na itinatag sa equilibrium.
Ang equilibrium constant equation ay nagpapakita na sa ilalim ng mga kondisyon ng ekwilibriyo, ang mga konsentrasyon ng lahat ng mga sangkap na kalahok sa reaksyon ay nauugnay sa isa't isa. Ang pagbabago sa konsentrasyon ng alinman sa mga sangkap na ito ay nangangailangan ng mga pagbabago sa mga konsentrasyon ng lahat ng iba pang mga sangkap; bilang isang resulta, ang mga bagong konsentrasyon ay itinatag, ngunit ang ratio sa pagitan ng mga ito ay muling tumutugma sa pare-pareho ang balanse.
Ang numerical value ng equilibrium constant, sa isang unang approximation, ay nagpapakilala sa yield ng isang ibinigay na reaksyon. Halimbawa, kapag ang reaksyon ay mataas, dahil sa kasong ito
ibig sabihin, sa equilibrium concentrations ng mga produkto ng reaksyon ay marami mas maraming konsentrasyon panimulang sangkap, na nangangahulugang mataas ang ani ng reaksyon. Kapag (para sa isang katulad na dahilan) ang ani ng reaksyon ay mababa.
Sa kaso ng mga heterogenous na reaksyon, ang pagpapahayag ng equilibrium constant, pati na rin ang pagpapahayag ng batas ng mass action (tingnan ang § 58), ay kinabibilangan ng mga konsentrasyon lamang ng mga sangkap na nasa gas o likidong bahagi. Halimbawa, para sa reaksyon
ang equilibrium constant ay may anyo:
Ang halaga ng equilibrium constant ay depende sa likas na katangian ng mga tumutugon na sangkap at sa temperatura. Hindi ito nakasalalay sa pagkakaroon ng mga catalyst. Tulad ng nabanggit na, ang equilibrium constant ay katumbas ng ratio ng rate constants ng forward at reverse reactions. Dahil binabago ng catalyst ang activation energy ng parehong forward at reverse reactions sa parehong halaga (tingnan ang § 60), hindi nito naaapektuhan ang ratio ng kanilang mga rate constants.
Samakatuwid, ang katalista ay hindi nakakaapekto sa halaga ng equilibrium constant at, samakatuwid, ay hindi maaaring tumaas o bawasan ang ani ng reaksyon. Maaari lamang nitong pabilisin o pabagalin ang simula ng ekwilibriyo.
Ang lahat ng mga kemikal na reaksyon ay nahahati sa dalawang uri: nababaligtad at hindi mababawi.
Hindi maibabalik ay tinatawag na mga reaksyon na nagpapatuloy sa isang direksyon lamang, ibig sabihin, ang mga produkto ng mga reaksyong ito ay hindi nakikipag-ugnayan sa isa't isa upang mabuo ang mga panimulang sangkap.
Ang isang hindi maibabalik na reaksyon ay nagtatapos kapag ang hindi bababa sa isa sa mga panimulang sangkap ay ganap na natupok. Ang mga reaksyon ng pagkasunog ay hindi maibabalik; maraming mga reaksyon ng thermal decomposition kumplikadong mga sangkap; karamihan sa mga reaksyon na nagreresulta sa pagbuo ng pag-ulan o paglabas ng mga gas na sangkap, atbp. Halimbawa:
C 2 H 5 OH + 3O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2HCl
Nababaligtad Ang mga reaksyon na sabay-sabay na nangyayari sa pasulong at pabalik na direksyon ay tinatawag na:
Sa mga equation ng reversible reactions, ginagamit ang reversibility sign.
Ang isang halimbawa ng isang nababaligtad na reaksyon ay ang synthesis ng hydrogen iodide mula sa at: 
Ilang oras pagkatapos ng pagsisimula ng kemikal na reaksyon, hindi lamang ang huling produkto ng reaksyon, HI, kundi pati na rin ang mga panimulang sangkap -H 2 at I 2 -ay maaaring makita sa pinaghalong gas. Gaano man katagal ang reaksyon, ang pinaghalong reaksyon sa 350 o C ay palaging naglalaman ng humigit-kumulang 80% HI, 10% H 2 at 10% I 2. Kung kukunin natin ang HI bilang panimulang substansiya at painitin ito sa parehong temperatura, makikita natin na pagkaraan ng ilang panahon ang ratio sa pagitan ng mga halaga ng lahat ng tatlong sangkap ay magiging pareho. Kaya, sa panahon ng pagbuo ng hydrogen iodide mula sa hydrogen at yodo, ang mga direktang at reverse na reaksyon ay nangyayari nang sabay-sabay.
Kung ang hydrogen at yodo sa mga konsentrasyon at kinuha bilang mga panimulang sangkap, kung gayon ang bilis ng direktang reaksyon sa unang sandali ng oras ay katumbas ng: v pr = k pr ∙ . Ang rate ng reverse reaction v arr = k arr 2 sa unang sandali ng oras ay zero, dahil walang hydrogen iodide sa reaction mixture ( = 0). Unti-unti, ang rate ng pasulong na reaksyon ay bumababa habang ang hydrogen at yodo ay tumutugon at ang kanilang mga konsentrasyon ay bumababa. Sa kasong ito, ang rate ng reverse reaction ay tumataas dahil ang konsentrasyon ng hydrogen iodide na nabuo ay unti-unting tumataas. Kapag ang mga rate ng pasulong at baligtad na mga reaksyon ay naging pantay, nangyayari ang chemical equilibrium. Sa isang estado ng equilibrium, sa loob ng isang tiyak na tagal ng panahon, ang parehong bilang ng mga molekula ng HI ay nabuo habang sila ay naghiwa-hiwalay sa H 2 at I 2 .
Ang estado ng isang nababaligtad na reaksyon, kung saan ang rate ng pasulong na reaksyon ay katumbas ng rate ng reverse reaksyon, ay tinatawag na ekwilibriyo ng kemikal.
Ang ekwilibriyong kemikal ay isang dinamikong ekwilibriyo. Sa isang estado ng balanse, ang parehong pasulong at pabalik na mga reaksyon ay patuloy na nagaganap, ngunit dahil ang kanilang mga rate ay pantay, ang mga konsentrasyon ng lahat ng mga sangkap sa sistema ng reaksyon ay hindi nagbabago. Ang mga konsentrasyon na ito ay tinatawag na mga konsentrasyon ng balanse.
Paglipat ng balanse ng kemikal
Prinsipyo ni Le Chatelier
Ang ekwilibriyong kemikal ay mobile. Kapag nagbago ang mga panlabas na kondisyon, ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay maaaring maging hindi pantay, na nagiging sanhi ng pagbabago sa ekwilibriyo.
Kung, bilang isang resulta ng isang panlabas na impluwensya, ang rate ng pasulong na reaksyon ay nagiging mas malaki kaysa sa rate ng baligtad na reaksyon, kung gayon ay nagsasalita tayo ng isang pagbabago sa ekwilibriyo tama(patungo sa direktang reaksyon). Kung ang rate ng baligtad na reaksyon ay nagiging mas malaki kaysa sa rate ng pasulong na reaksyon, kung gayon pinag-uusapan natin ang pagbabago sa ekwilibriyo umalis(patungo sa kabaligtaran na reaksyon). Ang resulta ng pagbabago sa equilibrium ay ang paglipat ng sistema sa isang bagong estado ng balanse na may ibang ratio ng mga konsentrasyon ng mga tumutugon na sangkap.
Ang direksyon ng equilibrium shift ay tinutukoy ng prinsipyo na binuo ng Pranses na siyentipiko na si Le Chatelier (1884):
Kung ang isang panlabas na impluwensya ay ibinibigay sa isang sistema ng ekwilibriyo, ang ekwilibriyo ay lumilipat patungo sa reaksyon (direkta o baligtad) na sumasalungat sa impluwensyang ito.
Ang pinakamahalaga panlabas na mga kadahilanan na maaaring humantong sa pagbabago sa ekwilibriyong kemikal ay:
a) mga konsentrasyon ng mga tumutugon na sangkap;
b) temperatura;
c) presyon.
Epekto ng konsentrasyon ng mga reactant
Kung ang alinman sa mga sangkap na kalahok sa reaksyon ay ipinakilala sa sistema ng ekwilibriyo, kung gayon ang ekwilibriyo ay lumilipat patungo sa reaksyon kung saan ang sangkap na ito ay natupok. Kung ang anumang sangkap ay tinanggal mula sa isang sistema ng balanse, ang balanse ay lumilipat patungo sa reaksyon kung saan ang sangkap na ito ay nabuo.
Halimbawa, isaalang-alang kung aling mga sangkap ang dapat ipasok at kung aling mga sangkap ang dapat alisin mula sa sistema ng ekwilibriyo upang ilipat ang reversible synthesis reaction sa kanan:
Upang ilipat ang balanse sa kanan (patungo sa direktang reaksyon ng pagbuo ng ammonia), kinakailangan na ipasok ang hydrogen sa pinaghalong equilibrium (i.e., dagdagan ang kanilang mga konsentrasyon) at alisin ang ammonia mula sa pinaghalong ekwilibriyo (ibig sabihin, bawasan ang konsentrasyon nito).
Epekto ng temperatura
Ang mga pasulong at pabalik na reaksyon ay may kabaligtaran thermal effect: kung ang pasulong na reaksyon ay exothermic, kung gayon ang reverse na reaksyon ay endothermic (at kabaliktaran). Kapag ang sistema ay pinainit (i.e., ang temperatura nito ay tumataas), ang equilibrium ay lumilipat patungo sa endothermic na reaksyon; sa paglamig (mas mababang temperatura), ang ekwilibriyo ay lumilipat patungo sa exothermic na reaksyon.
Halimbawa, ang reaksyon ng ammonia synthesis ay exothermic: N 2 (g) + 3H 2 (g) → 2NH 3 (g) + 92 kJ, at ang ammonia decomposition reaction (reverse reaction) ay endothermic: 2NH 3 (g) → N 2 (g) + 3H 2 (g) - 92 kJ. Samakatuwid, ang pagtaas ng temperatura ay nagbabago ng balanse patungo sa reverse reaction ng ammonia decomposition.
Epekto ng presyon
Nakakaapekto ang presyur sa equilibrium ng mga reaksyon kung saan nakikilahok ang mga gaseous substance. Kung tumaas ang panlabas na presyon, ang balanse ay lumilipat patungo sa reaksyon kung saan bumababa ang bilang ng mga molekula ng gas. Sa kabaligtaran, ang ekwilibriyo ay lumilipat patungo sa edukasyon higit pa mga molekulang puno ng gas kapag bumababa ang panlabas na presyon. Kung ang reaksyon ay nagpapatuloy nang hindi binabago ang bilang ng mga molekula ng mga gas na sangkap, kung gayon ang presyon ay hindi nakakaapekto sa balanse sa sistemang ito.
Halimbawa, upang madagdagan ang ani ng ammonia (lumipat sa kanan), kinakailangan upang madagdagan ang presyon sa nababaligtad na sistema ng reaksyon, dahil sa isang direktang reaksyon ang bilang ng mga gas na molekula ay bumababa (mula sa apat na molekula ng nitrogen at hydrogen na mga gas ay dalawa. ang mga molekula ng ammonia gas ay nabuo).
Ano ang isang reversible reaction? Ito ay isang kemikal na proseso na nangyayari sa dalawang magkasalungat na direksyon. Isaalang-alang natin ang mga pangunahing katangian ng naturang mga pagbabago, pati na rin ang kanilang mga natatanging parameter.
Ano ang kakanyahan ng balanse?
Ang mga reversible chemical reaction ay hindi gumagawa ng mga partikular na produkto. Halimbawa, kapag ang sulfur oxide (4) ay na-oxidized nang sabay-sabay sa paggawa ng sulfur oxide (6), ang mga orihinal na bahagi ay nabuo muli.
Ang mga hindi maibabalik na proseso ay nagsasangkot ng kumpletong pagbabagong-anyo ng mga nakikipag-ugnayan na mga sangkap ay sinamahan ng paggawa ng isa o higit pang mga produkto ng reaksyon.
Ang mga halimbawa ng hindi maibabalik na pakikipag-ugnayan ay ang mga reaksyon ng agnas. Halimbawa, kapag ang potassium permanganate ay pinainit, ang isang metal na manganate, manganese oxide (4), ay nabuo, at ang oxygen gas ay inilabas din.
Ang isang nababaligtad na reaksyon ay hindi kasangkot sa pagbuo ng pag-ulan o paglabas ng mga gas. Ito ay tiyak kung saan namamalagi ang pangunahing pagkakaiba nito mula sa hindi maibabalik na pakikipag-ugnayan.
Ang equilibrium ng kemikal ay isang estado ng isang sistemang nakikipag-ugnayan kung saan posible ang nababalikang paglitaw ng isa o higit pang mga reaksiyong kemikal, sa kondisyon na ang mga rate ng mga proseso ay pantay.
Kung ang sistema ay nasa dynamic na equilibrium, walang pagbabago sa temperatura, konsentrasyon ng mga reagents, o iba pang mga parameter sa isang takdang panahon.
Mga kondisyon para sa paglilipat ng ekwilibriyo
Ang equilibrium ng isang reversible reaction ay maaaring ipaliwanag gamit ang Le Chatelier's rule. Ang kakanyahan nito ay nakasalalay sa katotohanan na kapag ang isang panlabas na impluwensya ay ginawa sa isang sistema na sa simula ay nasa dinamikong ekwilibriyo, ang isang pagbabago sa reaksyon ay sinusunod sa direksyon na kabaligtaran ng impluwensya. Anumang nababagong reaksyon gamit ang prinsipyong ito ay maaaring ilipat sa nais na direksyon kung sakaling magkaroon ng mga pagbabago sa temperatura, presyon, at konsentrasyon ng mga nakikipag-ugnayang sangkap.
Ang prinsipyo ng Le Chatelier ay "gumagana" lamang para sa mga gaseous reagents ay hindi isinasaalang-alang. Mayroong katumbasan sa pagitan ng presyon at lakas ng tunog kabaligtaran na relasyon, tinukoy ng Mendeleev-Clapeyron equation. Kung ang dami ng mga paunang gaseous na bahagi ay mas malaki kaysa sa mga produkto ng reaksyon, pagkatapos ay upang baguhin ang balanse sa kanan ito ay mahalaga upang madagdagan ang presyon ng pinaghalong.
Halimbawa, kapag ang carbon monoxide (2) ay ginawang carbon dioxide, 2 moles ng carbon monoxide at 1 mole ng oxygen ang pumapasok sa reaksyon. Gumagawa ito ng 2 moles ng carbon monoxide (4).
Kung, ayon sa mga kondisyon ng problema, ang nababaligtad na reaksyon na ito ay dapat ilipat sa kanan, kinakailangan upang madagdagan ang presyon.
Ang konsentrasyon ng mga tumutugon na sangkap ay mayroon ding makabuluhang impluwensya sa kurso ng proseso. Ayon sa prinsipyo ng Le Chatelier, kung ang konsentrasyon ng mga paunang sangkap ay tumaas, ang ekwilibriyo ng proseso ay lumilipat patungo sa produkto ng kanilang pakikipag-ugnayan.
Sa kasong ito, ang pagbabawas (pag-alis mula sa pinaghalong reaksyon) ng nagresultang produkto ay nagtataguyod ng paglitaw ng direktang proseso.
Bilang karagdagan sa presyon at konsentrasyon, ang mga pagbabago sa temperatura ay mayroon ding malaking epekto sa paglitaw ng isang baligtad o direktang reaksyon. Kapag ang unang timpla ay pinainit, ang isang pagbabago sa balanse patungo sa endothermic na proseso ay sinusunod.
Mga halimbawa ng mga nababagong reaksyon
Isaalang-alang natin, gamit ang isang tiyak na proseso, mga paraan upang ilipat ang ekwilibriyo patungo sa pagbuo ng mga produkto ng reaksyon.
2СО+О 2 -2СО 2
Ang reaksyong ito ay isang homogenous na proseso, dahil ang lahat ng mga sangkap ay nasa parehong (gas) na estado.
Sa kaliwang bahagi ng equation mayroong 3 volume ng mga bahagi, pagkatapos ng pakikipag-ugnayan nabawasan ang tagapagpahiwatig na ito, 2 volume ang nabuo. Upang maganap ang direktang proseso, kinakailangan upang madagdagan ang presyon ng pinaghalong reaksyon.
Dahil ang reaksyon ay exothermic, ang temperatura ay binabaan upang makagawa ng carbon dioxide.
Ang equilibrium ng proseso ay lilipat patungo sa pagbuo ng produkto ng reaksyon na may pagtaas sa konsentrasyon ng isa sa mga panimulang sangkap: oxygen o carbon monoxide.
Konklusyon
Ang mga reversible at irreversible na reaksyon ay may mahalagang papel sa buhay ng tao. Ang mga metabolic process na nagaganap sa ating katawan ay nauugnay sa isang sistematikong pagbabago sa chemical equilibrium. Sa paggawa ng kemikal, ang pinakamainam na kondisyon ay ginagamit upang idirekta ang reaksyon sa tamang direksyon.