Prema jednoj od klasifikacija koje se koriste za opisivanje hemijskih procesa, postoje dvije vrste suprotnih reakcija - reverzibilne i
nepovratno. Reverzibilna reakcija ne ide do kraja, tj. nijedna supstanca koja ulazi u njega se potpuno ne troši i ne mijenja koncentraciju. Takav proces završava se uspostavljanjem ravnoteže ili hemijske ravnoteže, što se označava sa ⇌. Ali direktne i obrnute reakcije traju i traju, bez prestanka, pa se ravnoteža naziva dinamičkom ili mobilnom. Početak kemijske ravnoteže pokazuje da se prednja reakcija odvija istom brzinom (V1) kao i obrnuta (V2), V1=V2. Ako su pritisak i temperatura konstantni, onda ravnoteža u ovom sistemu može trajati beskonačno.
Kvantitativno, hemijska ravnoteža je opisana konstantom ravnoteže, koja je jednaka omjeru konstanti direktne (K1) i reverzne (K2) reakcije. Može se izračunati pomoću formule: K=K1/K2. Indikatori konstante ravnoteže će zavisiti od sastava reaktanata itemperatura.
Promena hemijske ravnoteže se dešava prema Le Chatelierovom principu, koji zvuči ovako: "Ako spoljni faktori deluju na sistem koji je u ravnoteži, tada će ravnoteža biti poremećena i pomerena u smeru suprotnom od ovu promjenu."
Razmotrimo hemijsku ravnotežu i uslove za njeno pomeranje na primeru formiranja molekule amonijaka: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.
S obzirom na jednačinu ove reakcije, utvrđujemo:
- direktna reakcija je složena reakcija, jer od 2 jednostavne supstance nastaje 1 kompleks (amonijak), a obrnuto - raspadanje;
- direktna reakcija se nastavlja sa stvaranjem toplote, stoga je egzotermna, dakle, obrnuta je endotermna i nastavlja sa apsorpcijom toplote.
Sada razmotrite ovu jednačinu pod uslovom modifikacije određenih parametara:
- Promjena koncentracije. Ako povećamo koncentraciju početnih supstanci - dušika i vodika - i smanjimo količinu amonijaka, tada će se ravnoteža pomaknuti udesno i formirati NH3. Ako ga trebate pomaknuti ulijevo, povećajte koncentraciju amonijaka.
- Povećanje temperature pomeriće ravnotežu ka reakciji u kojoj se toplota apsorbuje, a kada se snizi, ona se oslobađa. Dakle, ako se temperatura poveća tokom sinteze amonijaka, tada će se ravnoteža pomjeriti prema početnim produktima, tj. lijevo, a sa smanjenjem temperature - desno, prema produktu reakcije.
-
Ako povećatepritisak, tada će se ravnoteža pomeriti na stranu gde je količina gasovitih materija manja, a sa smanjenjem pritiska - na stranu gde se količina gasova povećava. U sintezi NH3 iz 4 mola N2 i 3H2 dobija se 2 NH3. Stoga, ako se pritisak poveća, tada će se ravnoteža pomjeriti udesno, do stvaranja NH3. Ako se pritisak smanji, tada će se ravnoteža pomjeriti prema originalnim proizvodima.
hemijska ravnoteža i uslovi za njeno pomeranje
Zaključujemo da se hemijska ravnoteža može poremetiti povećanjem ili smanjenjem:
- temperatura;
- pritisak;
- koncentracija supstanci.
Kada se u bilo koju reakciju unese katalizator, ravnoteža se ne mijenja, tj. hemijska ravnoteža nije poremećena.
