Химическое равновесие.

Наряду с практически необратимыми химическими реакциями:

Cu(OH)₂ CuO + H₂O;

СaCl₂ + 2AgNO₃ = Ca(NO₃)₂ + 2AgCl↓ и др.

известны многочисленные процессы, когда химическое превращение не доходит до конца, а возникает равновесная смесь всех участников и продуктов реакции, находящихся как в левой, так и в правой частях стехиометрического уравнения реакции. Так, при стандартных условиях обратимой является система:

2NO_2(г) N₂O_4(г).

Рассмотрим особенности протекания обратимых процессов на примере системы, которая, в общем виде, имеет вид:

mA + nB pC + qD.

При условии, что прямая → и обратная ← реакции протекают в одну стадию, согласно закону действующих масс значения скоростей для прямой (V _прям) и обратной (V _обр) реакций описываются следующими кинетическими уравнениями:

где k _прями k _обр - константы скорости, соответственно, прямой и обратной реакций.

В начальный момент времени (см. рис. 6.2) концентрации исходных веществ [A] и [B], а следовательно, и скорость прямой реакции имеют максимальное значение. Концентрации продуктов реакции [С] и [D] и скорость обратной реакции в начальный момент равны нулю. В ходе реакции концентрации исходных веществ уменьшаются, что приводит к снижению скорости прямой реакции. Концентрации же продуктов реакции, а, следовательно, и скорость обратной реакции возрастают. Наконец, наступает момент, при котором скорости прямой и обратной реакций становятся равными.

Состояние системы, при котором V_прям = V_обр называется химическим равновесием. Это равновесие является динамическим, поскольку в системе имеет место двусторонняя реакция - в прямом (A и B - реагенты, C и D - продукты) и в обратном (A и B - продукты, C и D - реагенты) направлениях.

V _реакц.

V _прям.

V _обр.

Т