Selon l'une des classifications utilisées pour décrire les processus chimiques, il existe deux types de réactions opposées - réversibles et
irréversible. Une réaction réversible ne va pas jusqu'à son terme, c'est-à-dire aucune des substances qui y pénètrent n'est complètement consommée et ne modifie pas la concentration. Un tel processus se termine par l'établissement d'un équilibre ou d'un équilibre chimique, qui est noté ⇌. Mais les réactions directes et inverses se poursuivent, sans s'arrêter, de sorte que l'équilibre est appelé dynamique ou mobile. Le début de l'équilibre chimique indique que la réaction directe se produit à la même vitesse (V1) que l'inverse (V2), V1 \u003d V2. Si la pression et la température sont constantes, l'équilibre dans ce système peut durer indéfiniment.
Quantitativement, l'équilibre chimique est décrit par la constante d'équilibre, qui est égale au rapport des constantes des réactions directes (K1) et inverses (K2). Il peut être calculé à l'aide de la formule: K=K1/K2. Les indicateurs de la constante d'équilibre dépendront de la composition des réactifs et
Le déplacement de l'équilibre chimique se produit selon le principe de Le Chatelier, qui ressemble à ceci: "Si des facteurs externes agissent sur un système qui est en équilibre, alors l'équilibre sera perturbé et déplacé dans le sens opposé à ce changement."
Considérons l'équilibre chimique et les conditions de son déplacement à l'aide de l'exemple de la formation d'une molécule d'ammoniac: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.
En considérant l'équation de cette réaction, on établit:
- réaction directe est une réaction composée, car à partir de 2 substances simples, 1 complexe (ammoniac) est formé et l'inverse - décomposition;
- la réaction directe procède à la formation de chaleur, elle est donc exothermique, donc l'inverse est endothermique et procède à l'absorption de chaleur.
Considérons maintenant cette équation sous condition de modifier certains paramètres:
- Changement de concentration. Si nous augmentons la concentration des substances initiales - azote et hydrogène - et réduisons la quantité d'ammoniac, l'équilibre se déplacera vers la droite pour former du NH3. Si vous devez le déplacer vers la gauche, augmentez la concentration d'ammoniac.
- Une augmentation de la température déplacera l'équilibre vers une réaction dans laquelle la chaleur est absorbée, et lorsqu'elle est abaissée, elle est libérée. Par conséquent, si la température est augmentée lors de la synthèse de l'ammoniac, alors l'équilibre se déplacera vers les produits de départ, c'est-à-dire vers la gauche, et avec une diminution de la température - vers la droite, vers le produit de réaction.
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Si vous augmentezpression, alors l'équilibre se déplacera du côté où la quantité de substances gazeuses est moindre, et avec une diminution de la pression - du côté où la quantité de gaz augmente. Dans la synthèse de NH3 à partir de 4 mol de N2 et de 3H2, on obtient 2 NH3. Par conséquent, si la pression augmente, l'équilibre se déplacera vers la droite, vers la formation de NH3. Si la pression est réduite, l'équilibre se déplacera vers les produits d'origine.
équilibre chimique et conditions de son déplacement
Nous concluons que l'équilibre chimique peut être perturbé en augmentant ou en diminuant:
- température;
- pression;
- concentration de substances.
Lorsqu'un catalyseur est introduit dans une réaction, l'équilibre ne change pas, c'est-à-dire l'équilibre chimique n'est pas perturbé.
