План

1. Необоротні і оборотні хімічні процеси
2. Хімічна рівновага
3. Принцип Ле Шательє

1. Необоротні і оборотні хімічні процеси

Реакції обміну відбуваються до кінця, якщо в результаті реакціїї утворюється осад, газ або вода. Наприклад, реакція між купрум(ІІ) сульфатом і натрій гідроксидом відбувається, бо в результаті реакції утворюється осад Cu(OH)₂:

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

Чи буде відбуватися реакція між купрум(ІІ) сульфатом і натрій хлоридом? Судячи з рівняння реакції, осад, газ або вода в даному випадку не утворюються:

CuSO₄ + 2NaCl = CuCl₂ + Na₂SO₄

Проте не можна сказати, що реакція між цими речовинами зовсім не відбувається. Реакція між купрум(ІІ) сульфатом і натрій хлоридом приводить до утворення рівноважної суміші в якій присутні одночасно вихідні речовини та продукти реакції.

За зміною кольору розчину робимо висновок, що хімічне перетворення все ж відбувається. Зелений колір властивий купрум(ІІ) хлориду. Тобто, реакція відбувається саме за тим рівнянням, яке записане вище. Єдине уточнення: знако "дорівнює" варто замінити на подвійну стрілку:

CuSO₄ + 2NaCl ⇄ CuCl₂ + Na₂SO₄

Вона означає, що реакція йде в обох напрямах і є оборотною.

Необоротні реакції — хімічні реакції, які протікають тільки в одному напрямку. Реагенти перетворюються на продукти реакції, які не реагують між собою за даних умов.

Оборотні реакції — хімічні реакції, які можуть протікати одночасно в прямому і зворотньому напрямках. Після встановлення рівноваги у реакційній суміші наявні і реагенти, і продукти реакції.

2. Хімічна рівновага

Хімічна рівновага — стан оборотної реакції за якого швидкість прямої і зворотньої реакцій рівні. Після досягнення рівноваги концентрації реагентів і продуктів реакції залишаються незмінними.

Кількісною характеристикою оборотної реакції є константа рівноваги. Константа рівноваги обчислюється як відношення добутку молярних концентрації продуктів реакції до добутку концентрації вихідних речовин у степенях, що дорівнюють їх стехіометричним коефіцієнтам. Наприклад, для реакції

aA + bB ⇄ cC + dD

константа рівноваги обчислюватиметься як

3. Принцип Ле Шательє

Оскільки оборотні реакції використовуються у виробництві, важливо знати способи, які дозволяють змістити рівновагу у бік отримання продукту реакції.

На стан хімічної рівноваги мають вплив:

• температура
• тиск
• концентрація

Закономірність їх впливу на стан рівноваги встановив французький учений Ле Шательє: "Якщо на систему, що знаходиться в стані хімічної рівноваги. здійснювати вплив, рівновага зміститься в сторону, протилежну даному впливу".

Температура

Підвищення температури зміщує рівновагу в сторону ендотермічної реакції, зниження — в сторону екзотермічної реакції.

Тиск

Підвищення тиску зміщує рівновагу в сторону меншого об'єму речовин, зниження — в сторону більшого об'єму речовин. До уваги беруться тільки об'єми газів, об'єм твердих речовини вважають рівним нулю.

Концентрація

При збільшенні концентрації вихідних речовин хімічна рівновага зміщується в бік продуктів реакції, а при зниженні концентрації — в сторону вихідних речовин.

Каталізатори на зміщення хімічної рівноваги не впливають.