CCF20121020033

VIII. Równowaga chemiczna.

Każda reakcja chemiczna przebiega z pewną szybkością dzięki zmianom energetycznym w danym układzie. Wszystkie reakcje gdy produkt (lub produkty ) nie opuszcza środowiska reakcji, są reakcjami odwracalnymi i nie dochodzą do końca. Wygasają po wytworzeniu się pewnej ilości produktów. Mówimy, że układ doszedł do stanu równowagi chemicznej. Stan równowagi chemicznej nie jest stanem całkowitego spoczynku, lecz stanem dynamicznej równowagi między dwoma przeciwnie skierowanymi przemianami.

Szybkość reakcji oznacza prędkość z jaką zmieniają się reagenty w czasie. Jest ona proporcjonalna do stężeń reagujących substancji.

Ci- początkowe stęż. C2- końcowe stęż.

At - czas

V = dc / dat => V = c i - C2 / At

Dla reakcji ;

aA + bB <=> cC + dD

A i B - produkty , C i D- substraty c. b, c, d - ilość moli składników

W początkowej fazie prędkość - Vi —ki [A]^a [B]^b przy na dużej ilości składników A i B przebiega gwałtownie w kierunku prawym.

Po utworzeniu się pewnej ilości produktów następuje reakcja zaczyna również przebiegać w drugim kierunku z prędkością - V2 = k2 [C]^c • [D]^d,

kii lc2-współczynniki.

Po pewnym czasie następuje zrównanie obydwu prędkości : V] = V₂.

Stan ten odpowiada równowadze dynamicznej pomiędzy substratami i produktami. Dla tego stanu wyznaczamy stałą równowagi -K_c ;

Symbol K_c oznacza , że składniki wyrażone są w stęż. molowych

_ *, _ [CY[D]^d

^c k₂ \A]^a\B]^b ................^{( 8)}

którą definiujemy : W sianie równowagi dynamicznej stosunek iloczyny stężeń molowych produktów do iloczynu stężeń substratów podniesionych do odpowiednich potęg ze składników reakcji w danej temperaturze jest wielkością stałą. ( Prawo działania mas lub prawo równowagi chemicznej Guldberga i Waagego).

Gdy reakcja przebiega w stanie gazowym i posłujemy się ciśnieniami parcjalnymi ( cząstkowymi ), wówczas stałą równowagi oznaczmy -K_p.

Gdy w reakcji gazowej liczba cząstek przed i po reakcji nie ulega zmianie np.

CO + H₂O_para = C0₂ + H₂

wówczas K_c = K_p

34