Ano ang isang reversible reaction? Ito ay isang kemikal na proseso na nagpapatuloy sa dalawang magkasalungat na direksyon. Isaalang-alang ang mga pangunahing katangian ng naturang mga pagbabago, pati na rin ang kanilang mga natatanging parameter.

Ano ang kahulugan ng balanse

nababaligtad mga reaksiyong kemikal hindi nagreresulta sa ilang mga produkto. Halimbawa, kapag ang sulfur oxide (4) ay na-oxidized kasabay ng paggawa ng sulfur oxide (6), ang mga orihinal na bahagi ay muling nabuo.

Ang mga hindi maibabalik na proseso ay nagsasangkot ng kumpletong pagbabagong-anyo ng mga nakikipag-ugnay na sangkap, ang gayong reaksyon ay sinamahan ng paggawa ng isa o higit pang mga produkto ng reaksyon.

Ang mga reaksiyong decomposition ay mga halimbawa ng hindi maibabalik na pakikipag-ugnayan. Halimbawa, kapag ang potassium permanganate ay pinainit, ang metal manganate, manganese oxide (4), ay nabuo, at ang gaseous na oxygen ay inilabas din.

Ang isang nababaligtad na reaksyon ay hindi nagpapahiwatig ng pagbuo ng pag-ulan, ang paglabas ng mga gas. Ito talaga ang pangunahing pagkakaiba nito mula sa hindi maibabalik na pakikipag-ugnayan.

Ang ekwilibriyong kemikal ay isang estado ng isang sistemang nakikipag-ugnayan kung saan ang nababalikang paglitaw ng isa o higit pang mga reaksiyong kemikal ay posible 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, iba pang mga parameter sa isang naibigay na tagal ng panahon.

Mga kondisyon ng paglilipat ng balanse

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 sa ang prinsipyong ito maaaring ilipat sa ang tamang direksyon sa kaso ng mga pagbabago sa temperatura, presyon, pati na rin ang konsentrasyon ng mga nakikipag-ugnay na sangkap.

Ang prinsipyo ng Le Chatelier ay "gumagana" lamang para sa mga gaseous reagents, hindi isinasaalang-alang ang solid at liquid substance. Mayroong kabaligtaran na ugnayan sa pagitan ng presyon at lakas ng tunog, na tinukoy ng Mendeleev-Clapeyron equation. Kung ang dami ng mga paunang gaseous na sangkap ay mas malaki kaysa sa mga produkto ng reaksyon, kung gayon upang mabago ang balanse sa kanan, mahalagang dagdagan ang presyon ng pinaghalong.

Halimbawa, sa panahon ng pagbabago ng carbon monoxide (2) sa carbon dioxide, 2 mol ng carbon monoxide at 1 mol ng oxygen ang pumapasok sa reaksyon. Gumagawa ito ng 2 moles ng carbon monoxide (4).

Kung, ayon sa kondisyon ng problema, ang nababaligtad na reaksyon na ito ay dapat ilipat sa kanan, kinakailangan upang madagdagan ang presyon.

Ang konsentrasyon ng mga reactant ay mayroon ding makabuluhang epekto sa kurso ng proseso. Ayon sa prinsipyo ng Le Chatelier, sa kaso ng pagtaas sa konsentrasyon ng mga paunang sangkap, ang balanse ng proseso ay lumilipat patungo sa produkto ng kanilang pakikipag-ugnayan.

Sa kasong ito, ang pagbaba (pag-alis mula sa pinaghalong reaksyon) ng nagresultang produkto ay nag-aambag sa daloy ng direktang proseso.

Bilang karagdagan sa presyon, konsentrasyon makabuluhang impluwensiya ang pagbabago sa temperatura ay nakakaapekto rin sa daloy ng baliktad o direktang reaksyon. Kapag ang unang timpla ay pinainit, ang ekwilibriyo ay inililipat patungo sa endothermic na proseso.

Mga halimbawa ng mga nababagong reaksyon

Isaalang-alang ang isang tiyak na proseso ng mga paraan upang ilipat ang ekwilibriyo patungo sa pagbuo ng mga produkto ng reaksyon.

2CO + O 2 -2CO 2

Ang reaksyong ito ay isang homogenous na proseso, dahil ang lahat ng mga sangkap ay nasa parehong (gas) na estado.

Mayroong 3 volume ng mga bahagi sa kaliwang bahagi ng equation, pagkatapos ng pakikipag-ugnayan nabawasan ang tagapagpahiwatig na ito, 2 volume ang nabuo. Upang magpatuloy ang direktang proseso, kinakailangan upang madagdagan ang presyon ng pinaghalong reaksyon.

Given na ang reaksyon ay exothermic, upang makuha carbon dioxide ang temperatura ay binabaan.

Ang ekwilibriyo 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. metabolic proseso na nagaganap sa ating katawan ay nauugnay sa isang sistematikong pagbabago sa chemical equilibrium. Ginamit sa industriya ng kemikal pinakamainam na kondisyon, na nagpapahintulot sa iyo na idirekta ang reaksyon sa tamang direksyon.

Ang lahat ng mga reaksiyong kemikal ay maaaring nahahati sa dalawang grupo: hindi maibabalik at mababalik na mga reaksyon. Ang mga hindi maibabalik na reaksyon ay nagpapatuloy hanggang sa wakas - hanggang sa ganap na maubos ang isa sa mga reaksyon. Ang mga nababalikang reaksyon ay hindi nagpapatuloy hanggang sa wakas: sa isang nababagong reaksyon, wala sa mga reactant ang ganap na natupok. Ang pagkakaiba na ito ay dahil sa ang katunayan na ang isang hindi maibabalik na reaksyon ay maaari lamang magpatuloy sa isang direksyon. Ang isang nababagong reaksyon ay maaaring magpatuloy sa parehong pasulong at pabalik na direksyon.

Isaalang-alang natin ang dalawang halimbawa.

Halimbawa 1 Pakikipag-ugnayan sa pagitan ng zinc at concentrated 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 - upang maipasa ang nitrogen dioxide sa pamamagitan ng isang solusyon ng zinc nitrate, kung gayon ang metallic zinc at nitric acid ay hindi gagana - ang reaksyong ito ay hindi maaaring magpatuloy sa kabaligtaran ng direksyon. Kaya, ang pakikipag-ugnayan ng zinc sa nitric acid ay isang hindi maibabalik na reaksyon.

Halimbawa 2. Ang synthesis ng ammonia ay nagpapatuloy ayon sa equation:

Kung ang isang mol ng nitrogen ay halo-halong may tatlong mol ng hydrogen, mga kondisyon na kanais-nais para sa reaksyon na mangyari sa system, at pagkatapos ng sapat na oras ang gas mixture ay nasuri, ang mga resulta ng pagsusuri ay magpapakita na hindi lamang ang reaksyon ng produkto (ammonia). ) ay naroroon sa system, ngunit pati na rin ang mga paunang sangkap (nitrogen at hydrogen). Kung ngayon, sa ilalim ng parehong mga kondisyon, hindi isang nitrogen-hydrogen mixture, ngunit ammonia, ang inilagay bilang paunang sangkap, kung gayon posible na makita na ang bahagi ng ammonia ay nabubulok 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 mga nababaligtad na reaksyon, ang mga arrow ay maaaring gamitin sa halip na ang pantay na tanda; sinasagisag nila ang daloy ng reaksyon sa parehong pasulong at pabalik na direksyon.

Sa fig. 68 ay nagpapakita ng pagbabago sa mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon sa paglipas ng panahon. Sa una, kapag ang mga panimulang materyales ay pinaghalo, ang rate ng pasulong na reaksyon ay mataas, at ang rate ng reverse reaksyon ay zero. Habang ang reaksyon ay nagpapatuloy, ang mga panimulang materyales ay natupok at ang kanilang mga konsentrasyon ay bumababa.

kanin. 63. Pagbabago sa rate 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 isang resulta, ang isang baligtad na reaksyon ay nagsisimulang maganap, at ang rate 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 balanse ay itinatag sa pagitan ng nitrogen, hydrogen at ammonia.

Ang kemikal na ekwilibriyo ay tinatawag na dinamikong ekwilibriyo. Binibigyang-diin nito na sa ekwilibriyo, ang parehong pasulong at pabalik 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 quantity na tinatawag na constant ng chemical equilibrium. Isaalang-alang ito gamit ang halimbawa ng iodine-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 sa isa't isa, kung saan

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):

Kaya 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-pareho ang temperatura) halaga.

Maaari itong ipakita na sa pangkalahatang kaso ng isang mababalik na reaksyon

ang equilibrium constant ay ipinahayag ng equation:

Dito malaking titik tukuyin ang mga formula ng mga sangkap, at ang mga maliliit ay ang mga koepisyent 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 materyales (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 magkakaugnay. Ang pagbabago sa konsentrasyon ng alinman sa mga sangkap na ito ay nangangailangan ng 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 unang approximation ay nagpapakilala sa yield ng reaksyong ito. Halimbawa, sa , malaki ang ani ng reaksyon, dahil sa parehong oras

ibig sabihin, sa equilibrium, ang mga konsentrasyon ng mga produkto ng reaksyon ay higit na mas malaki kaysa sa mga konsentrasyon ng mga panimulang materyales, at nangangahulugan ito na ang ani ng reaksyon ay mataas. Sa (para sa isang katulad na dahilan), ang ani ng reaksyon ay maliit.

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 reactant 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 mga reaksiyong kemikal na nagpapatuloy sa parehong direksyon ay tinatawag hindi maibabalik.

Karamihan mga proseso ng kemikal ay nababaligtad. Nangangahulugan ito na sa ilalim ng parehong mga kondisyon, ang parehong pasulong at pabalik na mga reaksyon ay nangyayari (lalo na kung nag-uusap kami tungkol sa mga saradong sistema).

Halimbawa:

a) reaksyon

V bukas na sistema hindi maibabalik;

b) ang parehong reaksyon

V saradong sistema nababaligtad.

Ekwilibriyo ng kemikal

Isaalang-alang natin nang mas detalyado ang mga prosesong nagaganap sa panahon ng mga reversible reaction, halimbawa, para sa isang conditional na reaksyon:

Batay sa batas ng aksyong masa rate ng pasulong na reaksyon:

Dahil ang mga konsentrasyon ng mga sangkap A at B ay bumababa sa oras, ang rate ng pasulong na reaksyon ay bumababa din.

Ang hitsura ng mga produkto ng reaksyon ay nangangahulugan ng posibilidad ng isang baligtad na reaksyon, at sa paglipas ng panahon, ang mga konsentrasyon ng mga sangkap C at D ay tumataas, na nangangahulugang rate ng reaksyon sa likod.

Maaga o huli, maaabot ang isang estado kung saan ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay magiging pantay = .

Tinatawag ang estado ng isang sistema kung saan ang rate ng pasulong na reaksyon ay katumbas ng rate ng reverse reaction ekwilibriyo ng kemikal.

Sa kasong ito, ang mga konsentrasyon ng mga reactant at mga produkto ng reaksyon ay nananatiling hindi nagbabago. Ang mga ito ay tinatawag na equilibrium concentrations. Sa antas ng macro, tila sa pangkalahatan ay walang pagbabago. Ngunit sa katunayan, ang parehong direktang at baligtad na mga proseso ay patuloy na nagpapatuloy, ngunit sa parehong bilis. Samakatuwid, ang gayong ekwilibriyo sa sistema ay tinatawag na mobile at dynamic.

Tukuyin natin ang mga konsentrasyon ng ekwilibriyo ng mga sangkap bilang [A], [B], [C], [D]. Then since = , k 1 [A] α [B] β = k 2 [C] γ [D] δ , saan

kung saan ang α, β, γ, δ ay mga exponent, katumbas ng mga coefficient sa reversible reaction; K katumbas - pare-pareho ang ekwilibriyong kemikal.

Ang resultang expression ay quantitatively naglalarawan estado ng ekwilibriyo at ito ay isang mathematical expression ng batas ng mass action para sa mga sistema ng ekwilibriyo.

Sa pare-parehong temperatura, ang equilibrium constant ay ang halaga ay pare-pareho para sa isang naibigay na reversible reaction. Ipinapakita nito ang ratio sa pagitan ng mga konsentrasyon ng mga produkto ng reaksyon (numerator) at panimulang materyales (denominator), na itinatag sa ekwilibriyo.

Ang mga equilibrium constant ay kinakalkula mula sa pang-eksperimentong data sa pamamagitan ng pagtukoy sa mga konsentrasyon ng ekwilibriyo ng mga panimulang materyales at mga produkto ng reaksyon sa isang tiyak na temperatura.

Ang halaga ng pare-parehong balanse ay nagpapakilala sa ani ng mga produkto ng reaksyon, ang pagkakumpleto ng kurso nito. Kung nakakuha ka ng K » 1, nangangahulugan ito na sa equilibrium [C] γ [D] δ » [A] α [B] β , ibig sabihin, ang mga konsentrasyon ng mga produkto ng reaksyon ay nananaig sa mga konsentrasyon ng mga panimulang sangkap, at ang ani ng mga produkto ng reaksyon ay malaki.

Kapag ang K ay katumbas ng ≈ 1, ang ani ng mga produkto ng reaksyon ay katumbas na maliit. Halimbawa, para sa reaksyon ng hydrolysis ng ethyl ester ng acetic acid

pare-pareho ang balanse:

sa 20 °C mayroon itong halaga na 0.28 (i.e. mas mababa sa 1).

Nangangahulugan ito na ang isang makabuluhang bahagi ng ester ay hindi na-hydrolyzed.

Sa kaso ng mga heterogenous na reaksyon, kasama sa expression ng equilibrium constant ang mga konsentrasyon lamang ng mga substance na nasa gas o liquid phase. Halimbawa, para sa reaksyon

Ang mga equilibrium constants ay ipinahayag tulad ng sumusunod:

Ang halaga ng equilibrium constant ay depende sa likas na katangian ng mga reactant at temperatura.

Ang pare-pareho ay hindi nakasalalay sa pagkakaroon ng isang katalista, dahil binabago nito ang activation energy ng parehong forward at reverse reactions sa parehong halaga. Ang katalista ay maaari lamang mapabilis ang simula ng equilibrium nang hindi naaapektuhan ang halaga ng equilibrium constant.

Ang estado ng balanse ay pinananatili para sa isang arbitraryong mahabang panahon sa ilalim ng pare-parehong panlabas na mga kondisyon: temperatura, konsentrasyon ng mga panimulang sangkap, presyon (kung ang mga gas ay kasangkot o nabuo sa reaksyon).

Sa pamamagitan ng pagbabago ng mga kundisyong ito, posibleng ilipat ang sistema mula sa isang estado ng balanse patungo sa isa pa, na naaayon sa mga bagong kundisyon. Ang ganitong paglipat ay tinatawag displacement o pagbabago ng balanse.

Isipin mo iba't ibang paraan Ang equilibrium ay nagbabago sa halimbawa ng reaksyon ng pakikipag-ugnayan ng nitrogen at hydrogen sa pagbuo ng ammonia:

Ang epekto ng pagbabago ng konsentrasyon ng mga sangkap

Kapag ang nitrogen N 2 at hydrogen H 2 ay idinagdag sa pinaghalong reaksyon, ang konsentrasyon ng mga gas na ito ay tumataas, na nangangahulugan na tumataas ang rate ng pasulong na reaksyon. Ang ekwilibriyo ay lumilipat sa kanan, patungo sa produkto ng reaksyon, iyon ay, patungo sa ammonia NH 3.

N 2 + 3H 2 → 2NH 3

Ang parehong konklusyon ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pag-aaral ng expression para sa equilibrium constant. Sa pagtaas ng konsentrasyon ng nitrogen at hydrogen, tumataas ang denominator, at dahil ang K ay pantay. - ang halaga ay pare-pareho, ang numerator ay dapat tumaas. Kaya, ang dami ng produkto ng reaksyon na NH 3 ay tataas sa pinaghalong reaksyon.

Ang pagtaas sa konsentrasyon ng produkto ng reaksyon ng ammonia NH 3 ay hahantong sa pagbabago ng balanse sa kaliwa, patungo sa pagbuo ng mga panimulang materyales. Ang konklusyong ito ay maaaring makuha batay sa katulad na pangangatwiran.

Epekto ng pagbabago ng presyon

Ang isang pagbabago sa presyon ay nakakaapekto lamang sa mga sistema kung saan kahit isa sa mga sangkap ay nasa loob estado ng gas. Habang tumataas ang presyon, bumababa ang dami ng mga gas, na nangangahulugang tumataas ang kanilang konsentrasyon.

Ipagpalagay na ang presyon sa isang saradong sistema ay nadagdagan, halimbawa, ng 2 beses. Nangangahulugan ito na ang mga konsentrasyon ng lahat ng mga gas na sangkap (N 2, H 2, NH 3) sa reaksyon na isinasaalang-alang ay tataas ng 2 beses. Sa kasong ito, ang numerator sa expression para sa K katumbas ay tataas ng 4 na beses, at ang denominator - sa pamamagitan ng 16 na beses, ibig sabihin, ang ekwilibriyo ay maaabala. Upang maibalik ito, ang konsentrasyon ng ammonia ay dapat tumaas at ang mga konsentrasyon ng nitrogen at hydrogen ay dapat bumaba. Ang balanse ay lilipat sa kanan. Ang pagbabago sa presyon ay halos walang epekto sa dami ng likido at mga solido, ibig sabihin, hindi nagbabago ang kanilang konsentrasyon. Kaya naman, ang estado ng chemical equilibrium ng mga reaksyon kung saan ang mga gas ay hindi nakikilahok ay hindi nakasalalay sa presyon.

Epekto ng pagbabago ng temperatura

Sa pagtaas ng temperatura, tumataas ang mga rate ng lahat ng reaksyon (exo- at endothermic). Bukod dito, ang pagtaas ng temperatura ay may mas malaking epekto sa rate ng mga reaksyong iyon na may mas mataas na activation energy, na nangangahulugang endothermic.

Kaya, ang rate ng reverse reaction (endothermic) ay tumataas nang higit sa rate ng pasulong. Ang ekwilibriyo ay lilipat patungo sa proseso, na sinamahan ng pagsipsip ng enerhiya.

Ang direksyon ng equilibrium shift ay maaaring mahulaan gamit Prinsipyo ni Le Chatelier:

Kung ang isang panlabas na impluwensya ay ibinibigay sa isang sistema sa balanse (konsentrasyon, presyon, pagbabago ng temperatura), pagkatapos ay ang balanse ay nagbabago sa direksyon na nagpapahina sa impluwensyang ito.

kaya:

Sa pagtaas ng konsentrasyon ng mga reactant, ang chemical equilibrium ng system ay lumilipat patungo sa pagbuo ng mga produkto ng reaksyon;

Sa pagtaas ng konsentrasyon ng mga produkto ng reaksyon, ang balanse ng kemikal ng sistema ay lumilipat patungo sa pagbuo ng mga panimulang sangkap;

Sa pagtaas ng presyon, ang kemikal na balanse ng sistema ay nagbabago sa direksyon ng reaksyon kung saan ang dami ng mga gas na sangkap na nabuo ay mas mababa;

Habang tumataas ang temperatura, lumilipat ang ekwilibriyong kemikal ng sistema patungo sa isang endothermic na reaksyon;

Sa isang pagbawas sa temperatura - sa direksyon ng exothermic na proseso.

Ang prinsipyo ng Le Chatelier ay naaangkop hindi lamang sa mga reaksiyong kemikal, kundi pati na rin sa maraming iba pang mga proseso: pagsingaw, paghalay, pagtunaw, pagkikristal, atbp. Sa paggawa ng pinakamahalagang produktong kemikal, ang prinsipyo ng Le Chatelier at mga kalkulasyon na nagmula sa batas ng Ginagawang posible ng mass action na makahanap ng mga ganitong kondisyon para sa pagsasagawa ng mga proseso ng kemikal na nagbibigay ng pinakamataas na ani ng nais na sangkap.

Sangguniang materyal para sa pagpasa sa pagsusulit:

Mendeleev table

Talahanayan ng solubility

MGA REAKSIYON NA BALIWI AT HINDI NABABALIK.

nababaligtad sa chemical kinetics, ang mga naturang reaksyon ay tinatawag na sabay-sabay at nakapag-iisa na nagpapatuloy sa dalawang direksyon - pasulong at baligtarin, ngunit sa magkaibang mga rate. Para sa mga nababagong reaksyon, katangian na ilang oras pagkatapos ng kanilang pagsisimula, ang mga rate ng pasulong at baligtad na mga reaksyon ay nagiging pantay at ang isang estado ng kemikal na ekwilibriyo ay nagtakda.

Ang lahat ng mga kemikal na reaksyon ay nababaligtad, ngunit sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang ilan sa kanila ay maaaring magpatuloy lamang sa isang direksyon hanggang sa ang mga unang produkto ay halos ganap na mawala. Ang mga ganitong reaksyon ay tinatawag hindi maibabalik. Karaniwan, ang mga reaksyon ay hindi maibabalik kung saan ang hindi bababa sa isang produkto ng reaksyon ay tinanggal mula sa rehiyon ng reaksyon (sa kaso ng isang reaksyon sa mga solusyon, ito ay namuo o inilabas sa anyo ng isang gas), o mga reaksyon na sinamahan ng isang malaking positibo. thermal effect. Kailan mga ionic na reaksyon, ang reaksyon ay halos hindi maibabalik kung ito ay nagreresulta sa pagbuo ng isang napakahinang natutunaw o mahinang dissociated na sangkap.

Ang konsepto ng reversibility ng reaksyon na isinasaalang-alang dito ay hindi nag-tutugma sa konsepto ng thermodynamic reversibility. Ang isang kinetically reversible na reaksyon sa termodynamic na kahulugan ay maaaring magpatuloy nang hindi maibabalik. Upang ang isang reaksyon ay matawag na nababaligtad sa termodinamikong kahulugan, ang bilis ng direktang proseso ay dapat na magkaiba nang walang katapusan mula sa bilis ng baligtad na proseso, at, dahil dito, ang proseso sa kabuuan ay dapat magpatuloy nang walang hanggan na mabagal.

Sa mga perpektong pinaghalong gas at sa mga perpektong solusyon sa likido, ang mga rate ng mga simpleng (iisang yugto) na mga reaksyon ay sumusunod. batas ng aksyong masa. Ang rate ng isang kemikal na reaksyon (1.1) ay inilalarawan ng equation (1.2), at sa kaso ng isang direktang reaksyon, maaari itong katawanin bilang:

kung saan ang rate constant ng pasulong na reaksyon.

Tulad nito, ang rate ng reverse reaction ay:

(1.5)

Sa ekwilibriyo, samakatuwid:

(1.6)

Ang equation na ito ay nagpapahayag ng batas ng mass action para sa chemical equilibrium sa mga ideal na sistema; K - c o n s t a n t a r a v n o v e s and i.

Ang pare-pareho ng reaksyon ay nagbibigay-daan sa iyo upang mahanap ang komposisyon ng balanse ng pinaghalong reaksyon sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon.

Ang batas ng mass action para sa mga rate ng reaksyon ay maaaring ipaliwanag tulad ng sumusunod.

Para maganap ang isang pagkilos ng reaksyon, kinakailangan ang banggaan ng mga molekula ng mga paunang sangkap, i.e. ang mga molekula ay dapat lumapit sa isa't isa sa layo ng pagkakasunud-sunod ng mga dimensyon ng atom. Ang posibilidad ng paghahanap sa ilang maliit na volume sa sa sandaling ito l mga molekula ng sangkap L, m mga molekula ng sangkap M, atbp. proporsyonal sa ..... , samakatuwid, ang bilang ng mga banggaan bawat dami ng yunit sa bawat yunit ng oras ay proporsyonal sa halagang ito; ito ay nagpapahiwatig ng equation (1.4).

Kadalasan, ang mga reaksiyong kemikal ay nagpapatuloy sa paraang ang pangunahing mga reaksyon ay ganap na na-convert sa mga produkto ng reaksyon. Halimbawa, kung ang isang zinc granule ay inilagay sa hydrochloric acid, pagkatapos ay may isang tiyak na (sapat na) dami ng acid, ang reaksyon ay magpapatuloy hanggang sa ganap na matunaw ang zinc ayon sa equation: 2HCL + ZN = ZnCl 2 + H 2 .

Kung ang reaksyong ito ay isinasagawa sa kabaligtaran ng direksyon, sa madaling salita, kung ang hydrogen ay dumaan sa isang solusyon ng zinc chloride, kung gayon ang metal na zinc ay hindi nabuo - ang reaksyon na ito ay hindi maaaring magpatuloy sa kabaligtaran na direksyon, samakatuwid ito ay hindi maibabalik.

Ang isang kemikal na reaksyon, bilang isang resulta kung saan ang mga pangunahing sangkap ay halos ganap na na-convert sa mga huling produkto, ay tinatawag na hindi maibabalik.

Ang parehong heterogenous at homogenous na reaksyon ay nauugnay sa naturang mga reaksyon. Halimbawa, ang mga reaksyon ng pagkasunog mga simpleng sangkap– methane CH4, carbon disulfide CS2. Tulad ng alam na natin, ang mga reaksyon ng pagkasunog ay mga reaksyong exothermic. Sa karamihan ng mga kaso, ang mga exothermic na reaksyon ay kinabibilangan ng mga compound reaction, halimbawa, ang lime slaking reaction: CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + Q (inilabas ang init).

Magiging lohikal na ipagpalagay na ang mga reverse reaction ay nabibilang sa mga endothermic na reaksyon, i.e. reaksyon ng agnas. Halimbawa, ang reaksyon ng limestone roasting: CaCo 3 \u003d CaO + CO 2 - Q (sinisipsip ang init).

Dapat alalahanin na ang bilang ng mga hindi maibabalik na reaksyon ay hindi masyadong malaki.

Ang mga homogenous na reaksyon (sa pagitan ng mga solusyon ng mga sangkap) ay hindi maibabalik kung magpapatuloy sila sa pagbuo ng isang hindi matutunaw, gas na produkto o tubig. Ang panuntunang ito tinatawag na Berthollet rule. Gumawa tayo ng isang eksperimento. Kumuha ng tatlong test tube at ibuhos ang 2 ml ng solusyon sa kanila ng hydrochloric acid. Sa unang sisidlan, magdagdag ng 1 ml ng raspberry alkali solution na may mantsa ng phenolphthalein, mawawalan ito ng kulay dahil sa reaksyon: HCl + NaOH = NaCl + H 2 O.

Magdagdag ng 1 ml ng sodium carbonate solution sa pangalawang test tube - makikita natin ang isang marahas na reaksyong kumukulo, na dahil sa pagpapalabas ng carbon dioxide: Na 2 CO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2.

Magdagdag tayo ng ilang patak ng silver nitrate sa ikatlong tubo at tingnan kung paano nabuo dito ang isang maputi-puti na butil ng silver chloride: HCl + AgNO 3 = AgCl↓ + HNO 3.

Karamihan sa mga reaksyon ay nababaligtad. hindi maibabalik na mga reaksyon hindi masyado.

Ang mga reaksiyong kemikal na maaaring maganap nang sabay-sabay sa dalawang magkasalungat na direksyon - pasulong at baligtad - ay tinatawag na mababalik.

Ibuhos ang 3 ml ng tubig sa isang test tube at magdagdag ng ilang piraso ng litmus, at pagkatapos ay magsimulang dumaan dito gamit ang tubo ng gas carbon dioxide na lumalabas sa isa pang sisidlan, na nabuo dahil sa interaksyon ng marmol at hydrochloric acid. Pagkaraan ng ilang sandali, makikita natin kung paano nagiging pula ang purple litmus, ito ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng acid. Nakakuha kami ng marupok na carbonic acid, na nabuo sa pamamagitan ng pagbubuklod ng carbon dioxide at tubig: CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3.

Iwanan natin ang solusyon na ito sa isang tripod. Pagkaraan ng ilang sandali, mapapansin natin na ang solusyon ay naging lilang muli. Ang acid ay nabulok sa mga orihinal na bahagi nito: H 2 CO 3 \u003d H 2 O + CO 2.

Itong proseso ay mangyayari nang mas mabilis kung painitin natin ang solusyon carbonic acid. Kaya, nalaman namin na ang reaksyon ng pagkuha ng carbonic acid ay maaaring magpatuloy pareho sa pasulong at pabalik na direksyon, na nangangahulugang ito ay nababaligtad. Ang reversibility ng reaksyon ay ipinahiwatig sa titik sa pamamagitan ng dalawang magkasalungat na direksyon na mga arrow: CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3.

Kabilang sa mga nababaligtad na reaksyon na sumasailalim sa paggawa ng mahahalagang produktong kemikal, ibinibigay namin bilang isang halimbawa ang reaksyon para sa synthesis ng sulfur oxide (VI) mula sa sulfur oxide (IV) at oxygen: 2SO 2 + O 2 ↔ 2SO 3 + Q.

site, na may buo o bahagyang pagkopya ng materyal, ang isang link sa pinagmulan ay kinakailangan.