Chimik ekilib: chimik ekilib konstan ak fason pou ekspresyon

Nan 1885, franse fizisyen ak magazen Le Chatelier te lanse, ak nan 1887 Alman fizisyen nan Brown jistifye lalwa ki bay ekilib chimik yo ak pwodui chimik ekilib konstan, ak etidye depandans yo sou enfliyans nan divès kalite faktè ekstèn.

Sans la nan ekilib a pwodui chimik

Ekilib - yon eta dinamik, ki vle di ke bagay yo ap toujou deplase. Pwodwi yo dekonpoze sou réactifs yo ak reaktan yo konbine nan pwodwi yo. Bagay sa yo yo ap deplase, men konsantrasyon yo rete san okenn chanjman. se Reyaksyon an anrejistre ak yon flèch doub olye pou yo egal yo siyen yo montre ke li se revèsib.

modèl klasik

Menm nan dènye syèk lan, famasi yo te dekouvri lwa sèten ke bay pou posibilite pou chanje direksyon ki nan reyaksyon an nan kapasite a menm. Konesans nan ki jan reyaksyon chimik pran plas, yo èkstrèmeman enpòtan pou tou de rechèch laboratwa ak pwodiksyon endistriyèl. An menm tan an gwo enpòtans se kapasite nan kontwole tout fenomèn sa yo. Li se nati imen entèfere nan anpil pwosesis natirèl, espesyalman ki gen rapò ak revèsib, lè sa a yo sèvi ak yo nan avantaj yo. Soti nan konnen sa ki reyaksyon yo pwodui chimik ap gen plis itil si yon lòd pafè nan kontwole yo.

Lwa a nan aksyon mas nan chimi itilize pa famasi kòrèkteman kalkile vitès la nan reyaksyon an. Li bay yon lide klè nan sa nenpòt pwosesis chimik pa pral mennen l 'bay yon fen si li pral gen pou fèt nan sistèm fèmen. Molekil fòme nan sibstans ki sou, epi yo nan mouvman konstan o aza, epi yo ka byento rive ranvèse reyaksyon nan ki molekil yo refè kòmanse materyèl.

Nan endistri, pi souvan nan itilize sistèm sous louvri. Veso, machin, ak lòt resipyan, kote reyaksyon yo pwodui chimik ki kle. Sa a se asire ke pandan pwosedi sa yo, ou ka wete ak pwodwi a vle yo debarase m de pwodwi yo kapab sèvi anyen ankò nan reyaksyon an. Pou egzanp, chabon se boule nan founo louvri, four siman te fè nan yon gwo founo dife eksplozyon louvri-kalite fonksyone avèk yon rezèv pou lè konstan, epi li se amonyak sentèz ak pou retire elèv kontinyèl nan amonyak.

Revèsib ak irevokabl reyaksyon chimik,

Kòm non an sijere, ou kapab bay definisyon ki koresponn: konsidere kòm reyaksyon irevokabl mennen l 'bay nan fen mond lan san li pa chanje direksyon li yo ak ap koule tankou dlo sou yon chemen Predetermined kèlkeswa diferans presyon ak fluctuations tanperati. karakteristik distenktif yo se lefèt ke kèk pwodwi ka kite sijè ki abòde lan reyaksyon an. Se konsa, pou egzanp, ka resevwa gaz (CaCO ₃ = kao + CO _2), provoqués (Cu (NO _{3) 2} + H ₂ S = koutum + 2HNO _3), oswa lòt konpoze. pral reyaksyon an tou dwe konsidere irevokabl, si se yon gwo kantite lajan nan chalè lage pandan pwosesis la, pou egzanp: 4p + 5o ₂ = 2P ₂ O ₅ + K.

Prèske tout reyaksyon yo ki rive nan lanati se revèsib. Kèlkeswa kondisyon ekstèn tankou tanperati ak presyon, nòmalman tout pwosesis ka rive ansanm nan direksyon diferan. Kòm lalwa Moyiz la nan aksyon mas nan chimi, kantite lajan an nan chalè absòbe ki egal a nimewo a resevwa lajan, ki vle di ke si yon sèl reyaksyon te ègzotèrmik, dezyèm nan (ranvèse) bude andotèmik.

Chimik ekilib: ekilib chimik konstan

Reyaksyon - yon "vèb" Chimi - aktivite ki egzaminen famasi. reyaksyon Anpil ale nan fini, ak Lè sa a sispann, ki vle di ke reaktan yo yo konplètman konvèti nan pwodwi san yo pa ke yo te kapab pou li retounen nan eta orijinal li. Nan kèk ka, reyaksyon an se reyèlman irevokabl, tankou boule a nan chanjman tou de fizik ak chimik pwopriyete nan sibstans la. Men tou, gen anpil lòt sikonstans nan ki repèkisyon a se pa sèlman posib, men tou, yo kontinyèl osi byen ke pwodwi yo nan reyaksyon an premye yo réactifs pou dezyèm lan.

Dinamik leta nan ki konsantrasyon nan reaktan yo ak pwodwi rete konstan, yo rele ekilib. Li se posib nou ka prevwa konpòtman an nan materyèl ak lwa sèten ke aplike nan sektè yo, k ap chèche diminye a depans pou pwodiksyon de pwodwi chimik espesifik. Pou konprann pwosesis yo ki kenbe oswa ki kapab menase sante a nan moun, tou itil se konsèp nan ekilib chimik. Chimik ekilib konstan se valè a nan faktè a nan reyaksyon an, ki se depann sou fòs la iyonik ak tanperati, epi yo pa depann sou konsantrasyon yo nan reaktan ak pwodwi nan solisyon an.

Kalkil nan konstan nan ekilib

kantite Sa a se dimension, dir pa gen yon sèten kantite inite. Malgre ke kalkil la anjeneral ekri pou de reaktan yo ak de pwodwi yo, li ap travay pou nenpòt ki kantite patisipan yo nan reyaksyon an. Kalkil ak entèpretasyon nan konstan nan ekilib depann de si se yon reyaksyon chimik ki asosye avèk yon ekilib omojèn oswa heterogeneous. Sa vle di ke tout eleman yo reyaji pouvwa gen likid pi bon kalite oswa gaz. Pou reyaksyon ki rive nan heterogeneous ekilib, gen anjeneral plis pase yon faz, ak omwen de. Pou egzanp, likid ak gaz oswa solid ak likid.

Valè a nan konstan nan ekilib

Pou nenpòt tanperati bay konstan nan ekilib, gen yon sèl valè ki chanjman sèlman si tanperati a nan ki reyaksyon an fèt varye nan nenpòt direksyon. Li se posib fè kèk prediksyon sou reyaksyon an pwodui chimik, ki baze sou si wi ou non konstan nan ekilib se gwo oswa piti. Lè valè a se gwo anpil, ekilib la favè reyaksyon an a dwat a ak vire plis pwodwi pase ta réactifs. ka Reyaksyon an nan ka sa a dwe rele yon "plen" oswa "quantitative".

Si valè a nan konstan nan ekilib se piti, li se favorab reyaksyon nan bò gòch la, kote kantite a nan réactifs te pi plis pase pwodwi yo fòme. Si valè sa a approches zewo, li kapab sipoze ke reyaksyon an pa rive. Si valè yo nan konstan yo ekilib pou pi devan an ak ranvèse reyaksyon yo prèske menm bagay la, kantite lajan an nan reaktan ak pwodwi se tou prèske menm bagay la. Sa a se di ki kalite reyaksyon konsidere yo dwe revèsib.

Konsidere yon espesifik reyaksyon revèsib

Pran de eleman chimik tankou yòd ak idwojèn, ki lè melanje bay yon sibstans nouvo - idwojèn yode.

H ₂ + Mwen ₂ = 2HI

Pandan pran vitès v ₁ de reyaksyon an dirèk, ak v nan ₂ - to reyaksyon do, k - ekilib konstan. Lè l sèvi avèk lwa a nan aksyon mas, ekspresyon sa a:

v ₁ = k ₁ * c (H ₂₎ * c (Mwen _2),

v ₂ = k ₂ * c ² (HI).

Lè melanje yòd a molekilè (Mwen ₂₎ ak idwojèn (H ₂₎ entèraksyon yo kòmanse. Nan premye etap, konsantrasyon nan maksimòm nan eleman sa yo, men nan fen repons lan maksimòm nan se konsantrasyon an nan konpoze sa yo nouvo - idwojèn yode (HI). An konsekans, pral gen pousantaj reyaksyon diferan. Nan kòmansman an, yo pral agrandi. Evantyèlman gen vini yon tan lè valè sa yo yo egal, epi li se yon kondisyon yo rele ekilib chimik.

konstan yo ekspresyon chimik ekilib yo jeneralman deziyen ak parantèz yo: [H _2], [mwen _2], [HI]. Depi egal, Lè sa a, vitès la ekilib:

k ₁ [H _2] [Mwen _2] = k ₂ [HI] ^2,

pou nou jwenn ekwasyon an pwodui chimik konstan ekilib:

k ₁ / k ₂ = [HI] ² / [H _2] [Mwen _2] = K.

Prensip la nan Le Chatelier-Brown

Gen règ ki anba la a: si yon sistèm ki se an ekilib, yo pwodwi yon efè sèten (chanjman nan kondisyon ekilib chimik pa chanje tanperati oswa presyon, pou egzanp), balans la ap chanjman ki pasyèlman debat efè a nan chanjman sa yo. Anplis de sa nan chimi, prensip sa a aplike tou nan yon nonb de diferan fòm nan jaden yo nan famasi ak ekonomi.

Chimik ekilib konstan ak fason pou ekspresyon

pouvwa ekspresyon an ekilib dwe manifeste li nan tèm de konsantrasyon nan pwodwi ak reaktan. pwodwi chimik Se sèlman nan faz yo akeuz ak gaz yo enkli nan fòmil la nan ekilib, depi konsantrasyon nan likid ak solid yo pa chanje. Ki sa ki faktè afekte balans lan chimik? Si li enplike nan yon likid pi bon kalite oswa solid, li konsidere kòm ke li gen K = 1, ak kòmsadwa pa t ka pran an kont, ak eksepsyon de solisyon trè concentré. Pou egzanp, dlo byen pwòp gen yon aktivite nan 1.

Yon lòt egzanp se kabòn a solid, ki ka ki te fòme pa reyaksyon nan de molekil nan monoksid kabòn yo fòme dyoksid kabòn ak kabòn. Faktè ki kapab afekte balans lan, gen ladan yo adisyon a nan yon reyaktan oswa yon pwodwi (chanjman konsantrasyon afekte balans lan). Ajoute yon reaktif pouvwa mennen nan bò dwat nan ekilib ekwasyon chimik kote gen plis fòm pwodwi. Pwodwi a de sa ka mennen nan ekilib kite, kòm plis vin fòm réactifs.

Ekilib rive lè reyaksyon an ap pran plas nan toude direksyon, li gen yon rapò konstan nan reaktan ak pwodwi yo. An jeneral, ekilib la pwodui chimik se estatik, depi pwopòsyon de pwodwi ak réactifs yo konstan. Sepandan, yon gade pi pre revele ke balans lan se an reyalite yon pwosesis ki trè dinamik, kòm reyaksyon an ap deplase nan toude direksyon nan menm ritm lan.

Dinamik ekilib se yon egzanp nan fonksyon nan eta a ki fiks. Pou yon sistèm nan yon eta fiks obsève nan moman sa a, konpòtman an ap kontinye nan lavni. Se poutèt sa, yon fwa reyaksyon a rive nan ekilib, pwopòsyon nan reyaktan ak pwodwi konsantrasyon rete menm jan an, byenke lajan an reyaksyon.

Kòm jis di sou konplèks la?

Konsèp tankou ekilib a pwodui chimik ak chimik ekilib konstan, yo se byen difisil a konprann. Pran egzanp lan nan lavi a. w te janm jwenn kole sou yon pon ant de vil yo, ak peye atansyon sou lefèt ke mouvman an nan yon direksyon ki lòt san pwoblèm epi mezire, pandan ou iremedyableman kole nan trafik? Sa a se pa bon.

E si machin nan mezire ak demenaje ale rete nan vitès la menm sou tou de bò? Li rete nan nimewo a nan machin nan tou de lavil pèmanan? Lè antre nan ak vitès sòti nan tou de lavil se menm bagay la, men nimewo a nan machin nan chak vil la se ki estab sou tan, ki vle di ke pwosesis la tout antye se nan dinamik ekilib.