Ekwilibriju kimiċi: ekwilibriju kimiċi kostanti u l-modi ta 'espressjoni

Fl-1885, fiżiku Franċiż u kimiku chatelier Le tnediet, u fl-1887 l-fiżiċista Ġermaniż Brown ġustifikata il-liġi ta 'ekwilibriju kimiċi u l-ekwilibriju kimiċi kostanti, u studjat dipendenza tagħhom fuq l-influwenza ta' fatturi esterni varji.

L-essenza tal-ekwilibriju kimiċi

Ekwilibriju - stat dinamiku, li jfisser li l-affarijiet huma dejjem miexja. Prodotti jiddekomponu fuq ir-reaġenti u l-reactants huma kkombinati fil-prodotti. Affarijiet huma jiċċaqilqu, iżda l-konċentrazzjonijiet ma jinbidlux. Ir-reazzjoni hija rreġistrata ma 'vleġġa doppja minflok il-ugwali sinjal li juri li huwa riversibbli.

mudelli Classic

Anke fl-aħħar seklu, kimiċi skoprew ċerti liġijiet li jipprovdu għall-possibbiltà li jinbidel id-direzzjoni tar-reazzjoni fl-istess kapaċità. Għarfien ta 'kif reazzjonijiet kimiċi iseħħu, huma oerhört importanti kemm riċerka tal-laboratorju u l-produzzjoni industrijali. Fl-istess ħin importanza kbira huwa l-kapaċità għall-kontroll dawn il-fenomeni kollha. Huwa natura umana li jinterferixxu fil-proċessi naturali ħafna, speċjalment fir-rigward riversibbli, imbagħad jużawhom għall-vantaġġ tagħhom. Mill-għarfien tar-reazzjonijiet kimiċi se jkun aktar utli jekk għarfien perfett tal-kontrolli.

Il-liġi tal-azzjoni tal-massa fil-kimika użata mill kimiċi għall-kalkolu korrett il-veloċità tar-reazzjoni. Hija tagħti idea ċara ta 'dak xi proċess kimiku mhux se jinġieb fi tmiemu jekk ikunu ser jinżammu fis-sistema magħluqa. Molekuli magħmula minn sustanzi u huma fil-mozzjoni każwali kostanti, u dalwaqt jista 'jseħħ reazzjoni b'lura li fihom molekuli jiġu rkuprati materjal tal-bidu.

Fl-industrija, użat l-aktar komunement sistema open source. Bastimenti, vetturi, u kontenituri oħra, fejn l-reazzjonijiet kimiċi li huma jinfetaħ. Dan biex jiġi żgurat li matul dawn il-proċessi jistgħu jitneħħew u l-prodott mixtieq li jeħles mill-prodotti inutli tar-reazzjoni. Per eżempju, faħam huwa maħruq fil fran, fran tas-siment miftuħa magħmula fl-kalkara tal-funderija tat-tip miftuħ mħaddma bi provvista ta 'arja kostanti, u ammonja huwa sintetizzati bil tneħħija kontinwa ta' ammonja.

reazzjoni kimika riversibbli u irriversibbli,

Kif tissuġġerixxi l-isem, inti tista 'tagħti d-definizzjonijiet korrispondenti: reazzjoni irriversibbli meqjusa miġjuba għall-aħħar mingħajr ma bdil tad-direzzjoni tagħha u jiċċirkola tul passaġġ predeterminat irrispettivament ta' differenzi ta 'pressjoni u l-varjazzjonijiet fit-temperatura. Karatteristika distintiva tagħhom huwa l-fatt li xi prodotti tista 'tħalli l-ambitu tar-reazzjoni. Għalhekk, per eżempju, jistgħu jirċievu gass (CaCO ₃ = CaO + CO _2), preċipitat (Cu (NO _{3) 2} + H ₂ S = CUS + 2HNO _3), jew komposti oħra. Ir-reazzjoni jintlaqgħu wkoll irriversibbli, jekk ammont kbir ta 'sħana huwa rilaxxat waqt il-proċess, per eżempju: 4p + 5O ₂ = 2P ₂ O ₅ + Q.

Kważi l-reazzjonijiet li jseħħu fin-natura huma riversibbli. Irrispettivament mill-kondizzjonijiet esterni bħat-temperatura u l-pressjoni, kważi l-proċessi kollha jistgħu iseħħu simultanjament f'direzzjonijiet differenti. Peress li l-liġi tal-azzjoni tal-massa fil-kimika, l-ammont ta 'sħana assorbit huwa ugwali għan-numru allokat, li jfisser li jekk reazzjoni wieħed kien eżotermika, it-tieni (reverse) bude endotermika.

ekwilibriju kimiċi: ekwilibriju kimiċi kostanti

Reazzjoni - a "verb" Kimika - attivitajiet li teżamina kimiċi. Reazzjonijiet ħafna mur tlestija, u imbagħad jieqaf, li jfisser li l-reactants huma kompletament maqluba prodotti mingħajr ma jkunu jistgħu jirritornaw għall-istat oriġinali tagħha. F'xi każijiet, ir-reazzjoni tkun verament irriversibbli, bħall-ħruq ta 'bidliet kemm fiżiċi u kimiċi proprjetajiet tas-sustanza. Madankollu, hemm ħafna ċirkostanzi oħra li fihom il-backlash mhux biss possibbli, iżda wkoll li kontinwu kif ukoll il-prodotti tal-ewwel reazzjoni huma reaġenti għat-tieni.

istat dinamiku fejn il-konċentrazzjoni ta 'l-reactants u l-prodotti jibqgħu kostanti, huwa msejjaħ ekwilibriju. Huwa possibbli li wieħed ibassar l-imġiba ta 'materjali ma' ċerti liġijiet li japplikaw fis-setturi, li jfittxu li jnaqqsu l-ispiża tal-produzzjoni ta 'kimiċi speċifiċi. Biex tifhem il-proċessi li jżommu jew potenzjalment jheddu s-saħħa tan-nies, ukoll utli huwa l-kunċett ta 'ekwilibriju kimiċi. ekwilibriju kimiċi kostanti huwa valur tal-fattur tar-reazzjoni, li huwa dipendenti fuq il-qawwa jonika u temperatura, u ma tiddependix fuq il-konċentrazzjonijiet tal-reactants u l-prodotti soluzzjoni.

Kalkolu tal-kostanti ekwilibriju

Din il-kwantità hija dimensjoni, jiġifieri li ma jkollhomx ċertu numru ta 'unitajiet. Għalkemm il-kalkolu huwa normalment miktuba għaż-żewġ reactants u żewġ prodotti, hija taħdem għal kull numru ta 'parteċipanti fl-reazzjoni. Kalkolu u l-interpretazzjoni ta 'l-kostanti ekwilibriju tiddependi fuq jekk reazzjoni kimika hija assoċjata ma' ekwilibriju omoġenji jew eteroġenji. Dan ifisser li l-komponenti kollha jirreaġixxi tista 'tkun likwidi puri jew gassijiet. Għal reazzjonijiet li jilħqu ekwilibriju eteroġeni, hemm fażi normalment aktar minn wieħed, u mill-inqas tnejn. Pereżempju, likwidi u gassijiet jew solidi u likwidi.

Il-valur tal-kostanti ekwilibriju

Għal kull temperatura minħabba l-kostanti ekwilibriju, hemm biss wieħed valur li tbiddel biss jekk it-temperatura li fiha sseħħ reazzjoni tvarja f'kull direzzjoni. Huwa possibbli li tagħmel xi previżjonijiet dwar ir-reazzjoni kimika, ibbażati fuq jekk il-kostanti bilanċ hija kbira jew żgħira. Jekk il-valur huwa kbir ħafna, l-ekwilibriju jippreferi r-reazzjoni għad-dritt u dawriet prodotti aktar milli jkunu jistgħu reaġenti. Ir-reazzjoni f'dan il-każ jista 'jissejjaħ "sħiħa" jew "kwantitattiv".

Jekk il-valur tal-kostanti ekwilibriju huwa żgħir, huwa reazzjoni favorevoli lejn ix-xellug, fejn il-kwantità ta 'reaġenti kienet aktar mill-prodotti ffurmati. Jekk approċċi dan il-valur żero, wieħed jista 'jassumi li r-reazzjoni ma sseħħx. Jekk il-valuri tal-kostanti ekwilibriju għall-quddiem u reazzjonijiet b'lura huma kważi l-istess, l-ammont tal-reactants u prodotti se jolqot ukoll kważi identiċi. Dan it-tip ta 'reazzjoni hija meqjusa bħala riversibbli.

Ikkunsidra speċifiku reazzjoni riversibbli

Tieħu żewġ elementi kimiċi bħal jodju u l-idroġenu, li meta mħallta jagħtu sustanza ġdida - jodur idroġenu.

H ₂ + I ₂ = 2HI

Matul it veloċità vs ₁ tar-reazzjoni diretta, bl-vs ₂ - rata tar-reazzjoni b'lura, k - ekwilibriju kostanti. Uża l-liġi tal-azzjoni tal-massa, l-espressjoni li ġejja:

v ₁ = k ₁ * c (H ₂₎ * (I _{2) c,}

vs ₂ = k ₂ * c ² (HI).

Meta tħallat il-jodju molekulari (I ₂₎ u l-idroġenu (H ₂₎ interazzjoni tagħhom jibda. Fl-istadju inizjali, il-konċentrazzjoni massima ta 'dawn l-elementi, iżda l-aħħar tar-risposta massimu hija l-konċentrazzjoni tal-komposti ġodda - idroġenu jodur (HI). Għaldaqstant, se jkun hemm rati ta 'reazzjoni differenti. Fil-bidu, dawn se jkunu massimizzati. Eventwalment jasal zmien meta dawn il-valuri huma ugwali, u hija kundizzjoni li tissejjaħ ekwilibriju kimiċi.

Il-kostanti ekwilibriju espressjoni kimika huma ġeneralment nominati bil-parentesi: [H _2], [I _2], [HI]. Peress ugwali, allura l-veloċità ekwilibriju:

k ₁ [H _2] [I _2] = k ₂ [HI] ^2,

hekk irridu jiksbu l-ekwazzjoni ta 'kostanti ekwilibriju kimiċi:

k ₁ / k ₂ = [HI] ² / [H _2] [I _2] = K.

Il-prinċipju ta chatelier Le-Brown

Hemm il-regola li ġejja: jekk sistema li hija f'ekwilibriju, biex tipproduċi ċertu effett (bidla fil-kondizzjonijiet ta 'ekwilibriju kimiċi billi jitbiddlu temperatura jew pressjoni, per eżempju), il-bilanċ se bidla li parzjalment jikkontrobattu l-effett tal-bidliet. B'żieda mal-kimika, dan il-prinċipju japplika wkoll f'numru ta 'forom differenti fl-oqsma tal-farmakoloġija u l-ekonomija.

kostanti ekwilibriju kimiċi u l-modi ta 'espressjoni

L-espressjoni ekwilibriju jista 'jiġi espress f'termini tal-konċentrazzjoni ta' prodotti u sustanzi reattivi. kimiċi biss fil-fażijiet ilma u gassużi huma inklużi fil-formula ta 'ekwilibriju, peress li l-konċentrazzjoni ta' likwidi u solidi ma jinbidlux. Liema fatturi jaffettwaw il-bilanċ kimika? Jekk tinvolvi likwidu pur jew solidu, huwa kkunsidrat li għandu K = 1, u għaldaqstant m'għadx għandhom jitqiesu, bl-eċċezzjoni ta 'soluzzjonijiet konċentrati ħafna. Per eżempju, l-ilma pur għandu attività ta '1.

Eżempju ieħor huwa l-karbonju solidu, li jistgħu jiġu ffurmati permezz ta 'reazzjoni ta' żewġ molekuli ta 'monossidu tal-karbonju biex jifforma diossidu tal-karbonju u tal-karbonju. Fatturi li jistgħu jaffettwaw il-bilanċ, jinkludu ż-żieda ta 'sustanza reattiva jew prodott (bidla konċentrazzjoni taffettwa l-bilanċ). Żieda ta 'reaġent jista' jwassal għad-dritt fl-ekwazzjoni kimika ekwilibriju fejn hemm aktar forom ta 'prodott. Il-prodott Minbarra jista 'jwassal għal ekwilibriju xellug, peress li iktar isir reaġenti forom.

Ekwilibriju iseħħ meta r-reazzjoni tkun qed isseħħ fiż-żewġ direzzjonijiet, hija għandha proporzjon kostanti ta reactants u prodotti. B'mod ġenerali, l-ekwilibriju kimiċi tkun statika, minħabba li l-proporzjon tal-prodotti u r-reaġenti huma kostanti. Madankollu, ħarsa aktar mill-qrib turi li l-bilanċ huwa fil-fatt proċess dinamiku ħafna, kif jiċċaqlaq-reazzjoni fiż-żewġ direzzjonijiet bl-istess rata.

ekwilibriju dinamiku huwa eżempju ta 'funzjonijiet tal-istat fiss. Għal sistema fi stat stabbli osservati fil-preżent, l-imġieba tkompli fil-futur. Għalhekk, ladarba r-reazzjoni jilħaq ekwilibriju, il-proporzjon ta 'sustanza reattiva u tal-prodotti konċentrazzjonijiet jibqgħu l-istess, għalkemm il-qligħ ta' reazzjoni.

Kif biss tell dwar il-kumpless?

Kunċetti bħall-ekwilibriju kimiċi u l-ekwilibriju kimiċi kostanti, huma pjuttost diffiċli biex tinftiehem. Ħu l-eżempju tal-ħajja. Inti qatt jeħlu fuq pont bejn iż-żewġt ibliet, u tagħti attenzjoni lill-fatt li l-moviment fid-direzzjoni oħra bla xkiel u mkejla, waqt li tkun qed hopelessly mwaħħla fit-traffiku? Dan mhux tajjeb.

X'jiġri jekk il-magna mkejla u mċaqalqa bl-istess veloċità fuq iż-żewġ naħat? Hija baqgħet l-għadd ta 'karozzi fiż-żewġ bliet permanenti? Meta d-dħul u l-veloċità tal-ħruġ fiż-żewġ bliet hija l-istess, iżda l-għadd ta 'karozzi f'kull belt hija stabbli matul iż-żmien, li jfisser li l-proċess kollu huwa f'ekwilibriju dinamiku.