Kemijsko ravnotežje je osnova reverzibilnih kemijskih reakcij

V skladu z eno od klasifikacij, ki se uporabljajo za opis kemičnih procesov, obstajata dve vrsti nasprotnih reakcij: reverzibilna in nepopravljivo. Reverzibilna reakcija ne doseže konca, t.j. nobena od snovi, ki jo vnese, ni popolnoma porabljena in ne spreminja koncentracije. Tak postopek se zaključi z vzpostavitvijo ravnovesja ali kemičnega ravnovesja, ki ga označuje ⇌. Toda neposredne in povratne reakcije se nadaljujejo in nadaljujejo, ne da bi se ustavile, zato se ravnovesje imenuje dinamično ali mobilno. Začetek kemijskega ravnotežja kaže, da se neposredna reakcija zgodi pri isti hitrosti (V1) kot inverzna (V2), V1 = V2. Če sta tlak in temperatura nespremenjena, potem lahko ravnovesje v tem sistemu traja nedoločen čas.

Kvantitativno je kemijsko ravnotežje opisano z ravnovesno konstanto, ki je enaka razmerju med konstantami ravne črte (K1) in reakcijami reverzne (K2). Lahko ga izračunate po formuli: K = K1 / K2. Indeksi ravnovesne konstante bodo odvisni od sestave reaktantov in temperature.
Premik kemijskega ravnovesja poteka po principu Le Chatelier, ki se glasi: »Če zunanji sistem vpliva na sistem, ki je v ravnotežju, se bo ravnovesje kršilo in premaknilo v smeri, ki je nasprotna določeni spremembi.«

Razmislite o kemijskem ravnotežju in pogojih za njegovo premikanje s primerom tvorbe molekule amoniaka: N2 + 3H2 harr-2NH3 + Q.

Glede na enačbo te reakcije ugotavljamo:

1. neposredna reakcija je reakcijo spojine, odkar 2 preprostih snovi, 1 kompleksen (amoniak), reverzna pa razgradnja;

2. neposredna reakcija je nastanek toplote, zato je eksotermna, zato je inverzna endotermna in nadaljuje z absorpcijo toplote.

Zdaj upoštevajte to enačbo pod pogojem, da spremenite nekatere parametre:

1. Sprememba koncentracije. Če povečamo koncentracijo začetnih snovi - dušika in vodika - in zmanjšamo količino amoniaka, se bo ravnovesje pomaknilo v desno, da bi tvorili NH3. Če ga želite premakniti na levo, povečajte koncentracijo amoniaka.

2. 
   
   
   
   

   Zvišanje temperature bo premaknilo ravnovesje proti reakciji, pri kateri se absorbira toplota, in ko se spusti, se sprosti. Če se pri sintezi amoniaka poveča temperatura, se ravnovesje pomakne proti začetnim proizvodom, npr. levo in s padcem temperature - na desno, proti reakcijskemu produktu.

3. Če povečate tlak, se ravnovesje premakne na stran, kjer je količina plinastih snovi manjša in ko se tlak zmanjša - na stran, kjer se količina plinov povečuje. Kadar NH3 sintetiziramo iz 4 molov N2 in 3H2, dobimo 2 NH3. Torej, če se tlak poveča, se bo ravnovesje pomaknilo v desno, na tvorbo NH3. Če se tlak zmanjša, se ravnovesje premakne proti prvotnim izdelkom.

Sklepamo, da se lahko kemijsko ravnotežje razbije, če povečate ali zmanjšate:

1. temperatura;

2. tlak;

3. koncentracija snovi.

Ko je katalizator uveden v kakršnokoli reakcijo, se ravnotežje ne spremeni, npr. kemijsko ravnotežje ni kršeno.