- Умный справочник
- Химия
- Задание 22. Равновесие
Задание 22. Равновесие
Есть необратимые и обратимые реакции. Необратимые реакции проходят до конца и после них не остается реагентов. Например, H₂ + O₂ → H₂O идет энергично, со взрывом, после которого не остается ни водорода, ни кислорода.
В обратимых реакциях идут одновременно 2 реакции: образование продуктов и их разложение. Поэтому, если проводить в некоем сосуде реакцию N₂ + H₂ ⇄ NH₃, то в этом сосуде будут одновременно 3 вещества: N₂, H₂ и NH₃.
Приятного изучения статьи! Если хочешь подготовиться на 90+, то обязательно посмотри вот эти способы подготовки (жми, чтобы перейти на сайт и узнать подробнее) 💜
В обратимых реакциях со временем устанавливается равновесие, баланс между прямой реакцией и обратной. Однако чтобы увеличить количество желаемого вещества, это равновесие можно сдвигать либо в сторону большего образования продуктов, либо в сторону большего образования реагентов.
Принцип Ле-Шателье — если изменять какой-либо параметр равновесной системы (температура, давление, количество вещества), то система будет компенсировать это изменение.
Проще понять на примере
Рассмотрим реакцию 3H₂ + N₂ ⇄ 2NH₃ + Q
Если увеличить давление (уменьшить объем реакционного сосуда), то система будет пытаться компенсировать это изменение, то есть уменьшит свое собственное давление.
Слева 4 моля газа, справа 2 моля газа → справа давление меньше, чем слева → равновесие сместится направо или в сторону прямой реакции.
Если увеличить температуру, то система будет пытаться компенсировать это изменение, то есть уменьшит свою собственную температуру.
Значок +Q в правой части значит, что справа выделяется тепло. Тогда слева тепло поглощается, то есть слева холоднее, чем справа → равновесие сместится налево или в сторону обратной реакции.
Если добавить водород, то система будет пытаться компенсировать это изменение, то есть будет пытаться избавиться от этого водорода → равновесие сместится направо.
Если добавить HCl, то она будет взаимодействовать с NH₃ и уменьшать его количество. Система будет пытаться компенсировать это воздействие и увеличить количество NH₃ → равновесие сместится направо.
Если добавить катализатор (или ингибитор), то равновесие никуда не сместится, потому что катализатор не влияет на равновесие, так как ускоряет как прямую реакцию, так и обратную.
Добавление твердого вещества так же не влияет на равновесие. Но не всегда. Например, дана реакция:
KNO₃ (р-р) ⇄ K⁺(р-р) + NO₃⁻(р-р)
Добавляется твердый NaNO₃. Реакция протекает в растворе. Нитрат натрия растворится в этом растворе, а потом диссоциирует с образованием иона NO₃⁻, что приведет к смещению равновесия влево. То есть, добавление твердого вещества не влияет на равновесие в том случае, если продукт/реагент тоже твердые.
Интересные задания
Пункт В – разбавление водой. Можно подумать, что при добавлении воды уменьшаются концентрации всех веществ и равновесие никуда не сместится, но так думать не надо. Вода в реакции продукт. Значит, при добавлении воды равновесие сместится налево, чтобы избавиться от этой лишней воды.
Пункт А – добавление твердой щелочи. Посмотри на нижние индексы у реагентов и продуктов – реакция идет в растворе. Пусть тебя не смущает, что щелочь твердая, она растворится. Но дальше вопрос – щелочь реагирует и с уксусной кислотой, и со сложным эфиром – куда сместится равновесие? Реакция нейтрализации протекает быстрее всего, поэтому добавляемая щелочь в первую очередь прореагирует с уксусной кислотой и равновесие сместится налево.
Пункт А – аналогичная ситуация. Добавляемая щелочь может реагировать как с H⁺, так и с HNO₂. Тут реакцию нейтрализации надо рассматривать как взаимодействие H⁺ с OH⁻, поэтому в первую очередь щелочь диссоциирует с образованием OH⁻, которые прореагируют с H⁺ и равновесие сместится налево.