Համաձայն քիմիական գործընթացները նկարագրելու համար օգտագործվող դասակարգումներից մեկի՝ գոյություն ունեն հակադիր ռեակցիաների երկու տեսակ՝ շրջելի և
անշրջելի. Հետադարձելի ռեակցիան չի ավարտվում, այսինքն. Այն մտնող նյութերից ոչ մեկն ամբողջությամբ չի սպառվում և չի փոխում կոնցենտրացիան։ Նման գործընթացն ավարտվում է հավասարակշռության կամ քիմիական հավասարակշռության հաստատմամբ, որը նշվում է ⇌-ով: Բայց ուղիղ և հակադարձ ռեակցիաները շարունակվում են և շարունակվում, առանց կանգ առնելու, ուստի հավասարակշռությունը կոչվում է դինամիկ կամ շարժական: Քիմիական հավասարակշռության սկիզբը ցույց է տալիս, որ առաջընթաց ռեակցիան տեղի է ունենում նույն արագությամբ (V1), ինչ հակառակը (V2), V1 \u003d V2: Եթե ճնշումը և ջերմաստիճանը հաստատուն են, ապա այս համակարգում հավասարակշռությունը կարող է տևել անորոշ ժամանակով։
Քանակականորեն քիմիական հավասարակշռությունը նկարագրվում է հավասարակշռության հաստատունով, որը հավասար է ուղիղ (K1) և հակադարձ (K2) ռեակցիաների հաստատունների հարաբերությանը։ Այն կարելի է հաշվարկել K=K1/K2 բանաձևով: Հավասարակշռության հաստատունի ցուցիչները կախված կլինեն ռեակտիվների բաղադրությունից ևջերմաստիճանը։
Քիմիական հավասարակշռության տեղաշարժը տեղի է ունենում Լե Շատելիեի սկզբունքի համաձայն, որը հնչում է այսպես. «Եթե արտաքին գործոնները գործում են հավասարակշռության մեջ գտնվող համակարգի վրա, ապա հավասարակշռությունը կխախտվի և կտեղափոխվի հակառակ ուղղությամբ։ այս փոփոխությունը։"
Դիտարկենք քիմիական հավասարակշռությունը և դրա փոփոխության պայմանները՝ օգտագործելով ամոնիակի մոլեկուլի առաջացման օրինակը՝ N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.
Հաշվի առնելով այս ռեակցիայի հավասարումը, մենք սահմանում ենք՝
- ուղղակի ռեակցիան բաղադրյալ ռեակցիա է, քանի որ 2 պարզ նյութից առաջանում է 1 կոմպլեքս (ամոնիակ), իսկ հակառակը՝ տարրալուծում;
- ուղղակի ռեակցիան ընթանում է ջերմության առաջացմամբ, հետևաբար այն էկզոթերմիկ է, հետևաբար՝ հակառակը էնդոթերմիկ է և ընթանում է ջերմության կլանմամբ։
Այժմ դիտարկենք այս հավասարումը որոշակի պարամետրերի փոփոխման պայմանով.
- Կենտրոնացման փոփոխություն. Եթե մենք մեծացնենք սկզբնական նյութերի` ազոտի և ջրածնի կոնցենտրացիան և նվազեցնենք ամոնիակի քանակը, ապա հավասարակշռությունը կտեղափոխվի դեպի աջ՝ առաջացնելով NH3: Եթե Ձեզ անհրաժեշտ է այն տեղափոխել ձախ, ավելացրեք ամոնիակի կոնցենտրացիան:
- Ջերմաստիճանի բարձրացումը կշարժի հավասարակշռությունը դեպի ռեակցիա, որի ժամանակ ջերմությունը կլանվում է, և երբ այն իջեցվում է, այն ազատվում է: Հետևաբար, եթե ջերմաստիճանը բարձրացվի ամոնիակի սինթեզի ժամանակ, ապա հավասարակշռությունը կփոխվի դեպի մեկնարկային արտադրանքները, այսինքն. դեպի ձախ, իսկ ջերմաստիճանի նվազմամբ՝ դեպի աջ՝ դեպի ռեակցիայի արդյունք։
-
Եթե ավելացնեքճնշումը, այնուհետև հավասարակշռությունը կտեղափոխվի դեպի այն կողմը, որտեղ գազային նյութերի քանակն ավելի քիչ է, իսկ ճնշման նվազմամբ՝ դեպի այն կողմը, որտեղ գազերի քանակը մեծանում է: NH3-ի սինթեզում 4 մոլ N2-ից և 3H2-ից ստացվում է 2 NH3։ Հետևաբար, եթե ճնշումը մեծանա, ապա հավասարակշռությունը կտեղափոխվի դեպի աջ՝ NH3-ի առաջացման։ Եթե ճնշումը նվազեցվի, ապա հավասարակշռությունը կտեղափոխվի դեպի սկզբնական արտադրանքը։
քիմիական հավասարակշռությունը և դրա տեղաշարժի պայմանները
Մենք եզրակացնում ենք, որ քիմիական հավասարակշռությունը կարող է խախտվել մեծացնելով կամ նվազեցնելով:
- ջերմաստիճան;
- ճնշում;
- նյութերի կոնցենտրացիան.
Երբ կատալիզատորը ներմուծվում է որևէ ռեակցիայի մեջ, հավասարակշռությունը չի փոխվում, այսինքն. քիմիական հավասարակշռությունը չի խախտվում։
