Хемиска рамнотежа
Ако фрлите парче цинк во епрувета која е исполнета со разредена хлороводородна киселина, се произведува водород, кој излегува од епруветата и може да се собере во мерен цилиндар. Резултирачкиот производ е изгубен во системот, па затоа е a отворен систем. Оваа реакција би била и реверзибилна доколку производите водород и цинк хлорид треба да се заклучат во затворен сад на високи температури и под висок притисок. Потоа добиваш затворен систем. Во затворените системи, хемиската рамнотежа се воспоставува по некое време.
Надворешна реакција: H2 (g) + I2 (g) 2 HI (g) Δ HR = -10 kJ/mol
aA + bB cC + dD
Кога количникот на производот на концентрациите на крајните супстанции и производот на концентрациите на почетните супстанции достигне постојана вредност, се постигнува состојба на рамнотежа. Гулдберг и Ваге се повикувале на овој закон во 1867 година како Закон за масовно дејствување .
Пример за пресметка
Кога јодот и водородот реагираат на формирање на водород јодид, се добива концентрација од 3,531 mol/l водород јодид на одредена температура. Во исто време, почетните материјали се присутни во концентрација од 0,4789 mol/l. Сега концентрациите се вметнуваат во равенката на законот за масовно дејство:
Константата K = 54,36 се однесува на одредена температура и се зголемува со намалена температура.
Влијание врз хемиската рамнотежа
Дали позицијата на рамнотежа е повеќе на страната на производите или повеќе на суровините зависи од повеќе фактори. Во случај на многу големи вредности на константите на рамнотежата, рамнотежата лежи претежно на страната на производите, во случај на многу мали вредности на страната на почетните материјали.
1.) Промената на температурата доведува до промена на рамнотежата. Ова треба да биде илустрирано со рамнотежна реакција на азот диоксид на динитроген тетроксид:
Зголемувањето на температурата ја фаворизира ендотермичката парцијална реакција, рамнотежата се префрла налево. Делумна реакција на десно ќе биде егзотермна реакција, делумна реакција на лево ќе биде ендотермичка. Затоа, кога температурата се зголемува, се формира повеќе кафеав азот диоксид (NO2).
Намалувањето на температурата ја фаворизира егзотермната парцијална реакција. Кога температурата паѓа, кафеавата боја повторно се намалува и се формира повеќе безбоен динитроген тетроксид, рамнотежата се префрла надесно.
2.) Ако се вклучени гасови, промената на притисокот исто така ја поместува хемиската рамнотежа. Ако притисокот се зголеми во затворен систем на супстанции, рамнотежата се префрла во правецот во кој супстанциите зафаќаат помалку волумен. Пример: Во синтезата на амонијак, волуменски дел на азот реагира со три волуменски фракции на водород и формира две волуменски фракции на гас амонијак:
Во 1884 година, францускиот хемичар Хенри Луис Ле Шателје (1850-1936) се обиде да формулира закон кој генерално опишува како се менува рамнотежата кога надворешните услови, како што се температурата и притисокот, се менуваат. Законот е како Принцип на Ле Шателие или како Принцип на бегство од принуда познато:
Ако се изврши присила врз систем кој е во рамнотежа поради промена на надворешните услови, рамнотежата се префрла на таков начин што ја избегнува присилбата. Воспоставена е нова рамнотежа со намалена принуда.
Иако принципот не може да дава никакви квантитативни изјави, тој дава суштински изјави за производство на хемиски производи во лаборатории и технологија.
Покрај промената на температурата и притисокот, промената на концентрацијата на вклучените супстанции предизвикува и промена на рамнотежата. Според количникот
Резиме
Ако сакате да постигнете најголем можен принос во една синтеза, тогаш
- едната ги менува температурата и притисокот така што системот за рамнотежа го избегнува притисокот кон производите,
- концентрацијата на почетниот материјал е зголемена,
- одземате производ цело време или додавате катализатор. Сепак, ова не ја менува константата на рамнотежата, туку го забрзува поставувањето на рамнотежата.
Синтеза на амонијак
Направете своја книга: Основен текст Хемиска рамнотежа