III. Химическое равновесие

Химические реакции могут быть обратимыми и необратимыми. Необратимые реакции протекают до конца, до полного израсходования одного из реагирующих веществ, только в одном направлении. Обратимые реакции протекают как в прямом так и в обратном направлениях, не до конца, и ни одно из реагирующих веществ не расходуется полностью.

Например, реакция взаимодействия цинка с разбавленной серной кислотой является необратимой и закончится, когда растворится весь цинк:

Zn + H₂SO_4(р) → ZnSO₄ + H₂

Реакция образования воды является обратимой и протекает в прямом и обратном направлении:

2Н_2(г) + О_2(г) ↔ 2Н₂О_(г)

Так как одновременно протекают и прямая и обратная реакции, значит, в реакционном сосуде присутствуют все реагирующие вещества. В определенный момент установится равновесие между водородом, кислородом и парами воды.

На рис.8 показано изменение скоростей прямой и обратной реакций с течением времени. В начальный момент времени скорость прямой реакции велика, скорость обратной реакции равна нулю, концентрация исходных веществ максимальна. В процессе протекания реакции исходные вещества расходуются, их концентрация уменьшается, скорость прямой реакции уменьшается, возрастает концентрация продуктов реакции, а значит, и скорость обратной реакции. Наступает момент химического равновесия, когда число образующихся молекул при прямой реакции равно числу молекул, вступивших в обратную реакцию. В состоянии химического равновесия скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции.

Рис.8 Изменение скорости прямой и обратной реакций до состояния равновесия

Состояние химического равновесия является динамическим, так как протекают и прямая и обратная реакции, но их скорости равны, поэтому изменений в системе не заметно. После наступления равновесия концентрации реагирующих веществ (исходных веществ и продуктов) при данных условиях остаются постоянными, и их называют равновесными.