Химическое равновесие. Условие химического равновесия. Константа равновесия.

Химическое равновесие — состояние химической системы, в котором обратимо протекает одна или несколько химических реакций, причем скорости в каждой паре прямая-обратная реакция равны между собой. Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем.^[1]

А + В ⇄ С + D

В состоянии равновесия скорости прямой и обратной реакции становятся равными

Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье — Брауна- Положение химического равновесия зависит от следующих параметров реакции: температуры, давления и концентрации. Влияние, которое оказывают эти факторы на химическую реакцию, подчиняются закономерности, которая была высказана в общем виде в 1885 году французским ученым Ле-Шателье. Факторы влияющие на химическое равновесие:1) температураПри увеличении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической (поглощение) реакции, а при понижении в сторону экзотермической (выделение) реакции. CaCO3=CaO+CO2 -Q t↑ →, t↓ ←

N2+3H2↔2NH3 +Q t↑ ←, t↓ →

2) давлениеПри увеличении давления химическое равновесие смещается в сторону меньшего объёма веществ, а при понижении в сторону большего объёма. Этот принцип действует только на газы, т.е. если в реакции участвуют твердые вещества, то они в расчет не берутся.

CaCO3=CaO+CO2 P↑ ←, P↓ →

0моль=0моль+1моль

3) концентрация исходных веществ и продуктов реакции

При увеличении концентрации одного из исходных веществ химическое равновесие смещается в сторону продуктов реакции, а при увеличении концентрации продуктов реакции в сторону исходных веществ.

S2+2O2=2SO2 [S],[O]↑ →, [SO2]↑ ←

Катализаторы не влияют на смещение химического равновесия.

Конста́нта равнове́сия — величина, определяющая для данной химической реакции соотношение между термодинамическими активностями (либо, в зависимости от условий протекания реакции, парциальными давлениями, концентрациями или фугитивностями) исходных веществ и продуктов в состоянии химического равновесия (в соответствии с законом действующих масс). Зная константу равновесия реакции, можно рассчитать равновесный состав реагирующей смеси, предельный выход продуктов, определить направление протекания реакции.

Принцип Ле Шателье. Влияние температуры, давления, концентраций веществ на смещение химического равовесия.

Принцип Ле Шателье — Брауна (1884 г.) — если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-нибудь из условий (температура, давление, концентрация), то равновесие смещается таким образом, чтобы компенсировать изменение.

Анри Ле Шателье (Франция) сформулировал этот термодинамический принцип подвижного равновесия, позже обобщённый Карлом Брауном.

Влияние температуры

В каждой обратимой реакции одно из направлений отвечает экзотермическому процессу, а другое — эндотермическому. N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃ + Q

Прямая реакция — экзотермическая, а обратная реакция — эндотермическая.Влияние изменения температуры на положение химического равновесия подчиняется следующим правилам: При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры — в направлении экзотермической реакции.

Влияние давления

Во всех реакциях с участием газообразных веществ, сопровождающихся изменением объёма за счёт изменения количества вещества при переходе от исходных веществ к продуктам, на положение равновесия влияет давление в системе.

Влияние давления на положение равновесия подчиняется следующим правилам: При повышении давления равновесие сдвигается в сторону уменьшения газовых молей при понижении давления равновесие сдвигается в сторону увеличения числа газовых молей N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃

Таким образом, при переходе от исходных веществ к продуктам объем газов уменьшился вдвое. Значит, при повышении давления равновесие смещается в сторону образования NH₃, о чем свидетельствуют следующие данные для реакции синтеза аммиака при 400°С:

давление, МПа	0,1
объемная доля NH3, %	0,4

Влияние концентрации на состояние равновесия подчиняется следующим правилам:

1.При повышении концентрации одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции;

2.повышении концентрации одного из продуктов реакции равновесие сдвигается в направлении образования исходных веществ.

42. Строение и свойства воды. Характеристика природных вод. Роль воды в окружающем мире очень велика.70,8% земного шара состоит из воды, тело человека на 65%. Природная вода- смесь молекул: Н₂¹⁶О, Н₂¹⁸О, НD¹⁶О; тяжёлая вода: D₂¹⁶О, D₂¹⁷О; сверхтяжелая:Т₂О. Масса 1мг. очищенной речной воды принята за единицу массы и называется граммом. Вода обладает ономально высокой теплоемкостью-4,18 КДж/кг*К.

Некоторые физико-химические свойства воды: * t плавления-0⁰С,* t плавления-100⁰С, *удельная теплоёмкость-4,18 кДж/кг*К(при 20⁰С), *диэлектрическая проницаемость-88,3.

Аномалии воды: 1При нагревании от0 до 4⁰С убьем воды не увеличивается, а уменьшается и максимальная плотность достигает при 4⁰С. 2При замерзании расширяется, плотность уменьшается. 3Температура замерзания увеличивается, давление понижается, как этого следовало бы ожидать. 4Большая удельная теплоёмкость. 5Обладает большой растворяющей и диссоциирующей способностью. 6Обладает самыми большими поверхностными натяжениями, за исключением ртути. Реакционное вещество взаимодействует с оксидами металлов и неметаллов: Na₂O+H₂O=2NaOH. Вода обладает амфотерными свойствами:

Вода может быть как окислителем так и восстановителем. Вода является лигандом и координируется катионами и анионами. Вода вызывает процесс обменного разложения(гидролиз) Na₂S+H₂O=NaHS+NaON. Водородная связь-связь между положительно заряженным атомом водорода одной молекулы и отрицательно заряженным атомом другой молекулы.

Характеристики природных вод: По происхождению- атмосферные воды(осадочные), подземные(ключевые, колодезные), поверхностные(речные, озёрные). По принципу использования- питьевые, хозяйственные, технологические, лечебные. По количеству и характеру примесей- пресные, соленые, мягкие, жесткие, прозрачные, бесцветные, мутные, окрашенные. Примеси природных вод в зависимости от размера частиц:1Истино растворенные. 2Колойдные. 3Взвешенные. По химическому составу примесей:1Органические. 2Неогганические.