Determinarea direcției de curgere a reacțiilor reversibile

Deoarece constanta de echilibru este raportul dintre constantele ratei de înainte și reacții inverse, atunci valoarea sa în sine indică direcția de proces. Deci, dacă constanta de echilibru este mai mare decât una, atunci în aceste condiții de reacție directă va fi efectuată în mod spontan, dar dacă este mai mică decât una - reacții negative.

Conform principiului Le Chatelier (vezi. F. 4.5) în poziția de echilibru poate fi deplasată atunci când condițiile de schimbare, în care reacția are loc. Prin urmare, în general, putem estima trecerea de echilibru atunci când schimbă raportul inițial al cantităților de substanțe implicate în reacție. Dacă raportul dintre concentrațiile reactanților în timp inițial desemnat P:

Z raportul și Rc poate prezice direcția reacției în condiții experimentale date:

la P

când P> K reacție inversă spontană are loc;

Mai mare valoarea constantei de echilibru este diferit de unitate, cu atât mai mult echilibrul reacției este deplasată în direcția corespunzătoare (rightward când K> 1, și la stânga pentru K <1).

4.4.2. Calcularea randamentului echilibru al produșilor de reacție

Pentru calculul produselor randament teoretice de echilibru, cu excepția valorii concentrației de echilibru constant de reactanți necesară pentru a ști de pornire. Să examinăm acest principiu se bazează pe un exemplu specific.

Exemplu. Se calculează randamentul de echilibru al produselor și compoziția amestecului de reacție la echilibru pentru reacția de esterificare procedând în faza gazoasă.

Decizie. Compilează un tabel cu numărul de moli din toate valorile substanțelor implicate în reacție (în 1 litru de amestec de reacție):

Deoarece această reacție are loc fără schimbarea amestecului de reacție, volumul de concentrare în ecuația legii acțiunii în masă poate fi înlocuită cu numărul de moli ai substanțelor respective. Ca expresie generală pentru constanta de echilibru:

SSN3SOOS2N5SN2O x Cr 2 = Kc = ¾¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 4. SSN3SOONSS2N5ON (1 - x) (2 - x)

Noi transformăm această expresie în ecuație:

x 2 = 4 (1 - x) (2 - x); x 2 = 4 (2x - 2x + x 2); x 2 - 4x 2 + 12x - 8 = 0;

3x 2 - 12x + 8 = 0.

Rezolvarea pentru x, obținem:

± 12 Ö 144 - 4'3'8 12 ± 6,93 h1,2 = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾; 2,3 6

Deoarece 1 mol de CH3COOH și 2 moli C2 H5 OH imposibil să se obțină mai mult de 1 mol de acetat de etil, x1 este respins ca nefiind satisfăcătoare. Prin urmare, randamentul de echilibru teoretic este egal de acetat de 0,845 moli sau 84,5%. Compoziția amestecului de reacție la echilibru este:

acetat de etil - 0,845 mol;

Acid acetic - 1 - 0,845 = 0,155 moli;

alcool etilic - 2 - 0,845 = 1,155 mol

Apa - 0,845 moli.

Factorii care afectează echilibrul. Principiul Le Chatelier lui -

La echilibru, înainte și reacțiile inverse compensează exact reciproc. Dar cât de sensibil reacții această compensare la schimbarea condițiilor? Cum putem schimba starea de echilibru? Aceste probleme sunt de o mare importanță practică, dacă se dorește pentru a crește randamentul de produs de reacție util, de exemplu, măsuri de droguri sau, invers, pentru a reduce randamentul nedorit produs.

Dacă este posibil să continuu ieșire produșii rezultați din amestecul de reacție (soluție) într-un gaz sau precipitat și cu astfel de operații de proces precum congelare, eluție și așa mai departe. Este, prin urmare, sistemul receptiv poate menținut constant într-un non-echilibru, dezechilibrat. În aceste condiții, există o nevoie de noi cantități de reactanți și există o formare continuă a produselor. Un astfel de dezechilibru metodă spre obținerea produsului dorit se realizează fără a modifica constanta de echilibru. Dar este adesea posibil să se mărească randamentul produselor, creșterea constanta de echilibru.

O modalitate de a crește constanta de echilibru - schimbarea temperaturii. Deoarece în cele mai multe cazuri, viteza de înainte și înapoi reacții depind de T. constanta de echilibru arată, de asemenea, dependența de temperatură. Strict vorbind, schimbarea temperaturii în același timp, se schimbă viteza și înainte și reacții inverse. Dar dacă creșterea temperaturii accelerează reacția în față într-o măsură mai mare decât invers, constanta de echilibru pentru această creștere.

Dependența de temperatură a poziției de echilibru este un exemplu al principiului general al echilibrului chimic mobil, denumit principiul Le Chatelier (sau Le Chatelier - Brown)

Atunci când sistemul este într-o stare de echilibru chimic, este o acțiune externă, poziția de echilibru Cuplare lateral, pentru a contracara efectul impactului.

Principiul Le Chatelier se aplica altor modalități de influențare a echilibrului, cum ar fi schimbările de presiune, dar este de natură calitativă. Cantitativ, dependența constantelor de echilibru de reacție ale diferiților factori exprimate de izotermele ecuații și isobars isochore reacției chimice derivate Ya.Vant Hoff.

4.5.1. Efectul asupra echilibrului compoziției inițiale a reacției clorhidric