Secondo una delle classificazioni usate per descrivere i processi chimici, esistono due tipi di reazioni opposte: reversibili e
irreversibile. Una reazione reversibile non va a compimento, ad es. nessuna delle sostanze che vi entrano viene completamente consumata e non cambia la concentrazione. Tale processo si conclude con l'instaurazione di un equilibrio o equilibrio chimico, che è indicato con ⇌. Ma le reazioni dirette e inverse vanno avanti e indietro, senza fermarsi, quindi l'equilibrio si chiama dinamico o mobile. L'inizio dell'equilibrio chimico indica che la reazione diretta si verifica alla stessa velocità (V1) dell'inverso (V2), V1 \u003d V2. Se la pressione e la temperatura sono costanti, l'equilibrio in questo sistema può durare indefinitamente.
Quantitativamente, l'equilibrio chimico è descritto dalla costante di equilibrio, che è uguale al rapporto tra le costanti delle reazioni dirette (K1) e inverse (K2). Può essere calcolato utilizzando la formula: K=K1/K2. Gli indicatori della costante di equilibrio dipenderanno dalla composizione dei reagenti etemperatura.
Lo spostamento dell'equilibrio chimico avviene secondo il principio di Le Chatelier, che suona così: "Se fattori esterni agiscono su un sistema in equilibrio, allora l'equilibrio sarà disturbato e spostato nella direzione opposta a questo cambiamento."
Consideriamo l'equilibrio chimico e le condizioni per il suo spostamento usando l'esempio della formazione di una molecola di ammoniaca: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.
Considerando l'equazione di questa reazione, stabiliamo:
- la reazione diretta è una reazione composta, perché da 2 sostanze semplici, si forma 1 complesso (ammoniaca) e il contrario - decomposizione;
- la reazione diretta procede con la formazione di calore, quindi è esotermica, quindi il contrario è endotermico e procede con l'assorbimento di calore.
Ora considera questa equazione a condizione di modificare alcuni parametri:
- Cambiamento di concentrazione. Se aumentiamo la concentrazione delle sostanze iniziali - azoto e idrogeno - e riduciamo la quantità di ammoniaca, l'equilibrio si sposterà a destra per formare NH3. Se devi spostarlo a sinistra, aumenta la concentrazione di ammoniaca.
- Un aumento della temperatura sposterà l'equilibrio verso una reazione in cui il calore viene assorbito e quando viene abbassato viene rilasciato. Pertanto, se la temperatura viene aumentata durante la sintesi dell'ammoniaca, l'equilibrio si sposterà verso i prodotti di partenza, ad es. a sinistra, e con una diminuzione della temperatura - a destra, verso il prodotto di reazione.
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Se aumentipressione, quindi l'equilibrio si sposterà sul lato in cui la quantità di sostanze gassose è inferiore e, con una diminuzione della pressione, sul lato in cui aumenta la quantità di gas. Nella sintesi di NH3 da 4 moli di N2 e 3H2 si ottiene 2 NH3. Pertanto, se la pressione viene aumentata, l'equilibrio si sposterà a destra, alla formazione di NH3. Se la pressione viene ridotta, l'equilibrio si sposterà verso i prodotti originali.
equilibrio chimico e condizioni per il suo spostamento
Concludiamo che l'equilibrio chimico può essere disturbato aumentando o diminuendo:
- temperatura;
- pressione;
- concentrazione di sostanze.
Quando un catalizzatore viene introdotto in una reazione, l'equilibrio non cambia, ad es. l'equilibrio chimico non è disturbato.
