Изменение концентрации веществ, участвующих в реакции (как исходных, так и продуктов).
Если в равновесную систему ввести какое-либо из участвующих в реакции веществ, то равновесие сместится в сторону той реакции, при протекании которой это вещество расходуется. Если из равновесной системы вывести какое-либо вещество, то равновесие сместится в сторону той реакции, при протекании которой это вещество образуется.
Таким образом, увеличение концентрации исходных веществ и удаление продуктов реакции приводит к смещению равновесия в сторону прямой реакции. Наоборот, уменьшение концентрации исходных веществ и введение в систему продуктов реакции приводит к смещению равновесия в сторону обратной реакции.
Например, если в реакции
3H2 + N2 ↔2NH3 + Q
увеличить концентрацию исходных веществ — водорода или азота, то равновесие сместится в сторону прямой реакции, т. е. в сторону образования аммиака. Если же увеличить концентрацию аммиака (например, не выводить его из сферы реакции), то это приведёт к смещению равновесия в сторону обратной реакции, т. е. в сторону образования исходных веществ — азота и водорода.
Уменьшение концентрации азота или водорода приведёт к смещению равновесия в сторону их образования, т. е. в сторону обратной реакции. Уменьшение концентрации аммиака (например, постоянное его удаление из сферы реакции) будет способствовать смещению равновесия в сторону его образования, т. е. в сторону прямой реакции.
4. Катализатор
Введение катализатора не влияет на смещение химического равновесия, так как катализатор в одинаковой мере увеличивает скорость как прямой, так и обратной реакции. Катализатор лишь способствует приближению времени наступления равновесия.
Закономерности протекания химических реакций необходимо учитывать при разработке и проектировании промышленного производства химической продукции (аммиака, серной кислоты, минеральных удобрений и др.). Чтобы получить высокий выход продукта, следует обосновать оптимальные условия его получения. Для этого необходимо определить в том числе, при каких концентрациях веществ, температурах и давлениях выгоднее всего добиваться установления равновесия.
Принцип Ле Шателье универсален и применим не только к химическим, но и к другим процессам, например физическим процессам (плавление, кипение и т. д.).
Коротко о главном
Обратимые реакции – это реакции, одновременно протекающие в двух противоположных направлениях.
Состояние обратимой реакции, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, называется химическим равновесием.
Концентрации всех веществ в состоянии равновесия не меняются и называются равновесными.
Количественной характеристикой химического равновесия служит константа равновесия, которая определяется через равновесные концентрации веществ, находящихся в равновесной системе.
Химическое равновесие может быть смещено за счет изменения температуры, давления или концентраций веществ путем их удаления или добавления в систему. Изменения, которые происходят в системе в результате внешних воздействий, определяются принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия оказать внешнее воздействие, то равновесие сместится в сторону той реакции (прямой или обратной), которая ослабит это внешнее воздействие.
ДЗ:
На примере реакции
2 SO2 (г) + O2 (г) ↔ 2 SO3 (г) + Q
поясните, как изменение условий:
1. концентрации исходных веществ,
2. снижение или повышение температуры,
3. увеличение или уменьшение давления
повлияет на смещение равновесия. (Пример разобран в лекции)