Хімічні реакції
План
- Необоротні і оборотні хімічні процеси
- Хімічна рівновага
- 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.
Педагогічна скарбничка
Учитель має великий вплив на учнів. Дуже важливо, щоб навчав він дійсно корисним, правильним і розумним речам