Закон действующих масс. Вывод константы равновесия для гомогенной реакции.
Закон действующих масс. Вывод константы равновесия для гомогенной реакции. - раздел Химия, Термодинамика и законы разбавленных растворов. Понижение давления пара растворителя над раствором. Закон Рауля Многие Химические Реакции, В Зависимости От Условий, Могут Термодинамически П...
Многие химические реакции, в зависимости от условий, могут термодинамически протекать самопроизвольно как в прямом так и в обратном направлении. Состав равновесной реакционной смеси характеризуется тем, что концентрации исходных веществ и конечных продуктов находятся по отношению друг к другу в определённом динамическом равновесии.
Основным законом кинетики является закон действующих масс, открытый в 1867 г. К.Гульбергом и П.Вааге: Скорость односторонней химической реакции прямопропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ, взятых в степенях, соответствующих стехиометрическим коэффициентам. Частная формулировка закона была дана Н. Н. Бекетовым в 1865 г. при изучении давления водорода на скорость вытеснения им металлов из их солей.
Химические реакции подразделяются на гомогенные и гетерогенные.
Гомогенныминазываются реакции, протекающие в одной фазе: в смеси газов, в жидком или иногда в твёрдом растворе.
Гетерогенныминазываются реакции, протекающие на границе раздела двух фаз: твёрдое тело – жидкость, твёрдое тело – газ, твёрдое тело – твёрдое тело, жидкость – жидкость.
Например:
CaO (т) + CO2(г) Û CaCO3(г) ,
C (т) + O2(г) Û CO2(г) .
Рассмотрим обратимую гомогенную реакцию:
aA + bB Û dD + eE,
протекающую между веществами в изобарно-изотермических условиях (Р = const и Т = const).
Согласно закону действия масс скорости прямой (V1) и обратной (V2) реакции определяются уравнениями:
V1 = k1 CaA CbB,
V2 = k2 CdD CeE,
где k1 и k2 – константы скорости прямой и обратной реакций; CA , CB, CD , CЕ – равновесные концентрации участников реакции; a, b, e, d – стехиометрические коэффициенты; A, B, E, D – участники реакции.
В состоянии равновесия скорости прямой и обратной реакций одинаковы:
V1 = V2.
Имея равенство левых частей уравнения, приравниваем их правые части:
k1 CaA CbB = k2 CdD CeE.
Разносим в разные стороны константы скорости реакций и равновесные концентрации и получаем:
.
Количественной характеристикой химического равновесия служит величина, называемая константой химического равновесия. Константа химического равновесия показывает во сколько раз скорость прямой реакции больше скорости обратной реакции:
Кравн = .
Уравнение константы равновесия показывает, что в условиях равновесия концентрации всех участников реакции связаны между собой. Изменение концентрации любого из них вызывает изменение концентраций всех остальных; в результате устанавливаются другие концентрации, но константа равновесия данной химической реакции остаётся величиной неизменной.
Таким образом константа равновесия – это постоянная величина, равная отношению произведений равновесных концентраций конечных и исходных участников реакции, взятых в степенях, соответствующих стехиометрическим коэффициентам.
Первой закон термодинамики основные формулировки и математическое выражение первого закона термодинамики Применение его к термодинамическим... Теплоемкость Виды теплоемкости Связь между средней и истинной... Закон Гесса и следствия из него Применение первого закона термодинамики к химическим процессам Связь между qp и...
Работа расширения идеальных газов
Идеальный газ – это газ для идеализированной системы, состоящей из частиц, собственный объем которых мал по сравнению со всем объемом системы, и которые находятся в непрерывном хаотическом д
Работа расширения идеального газа.
Учитывая выведенное раннее разделение полной работы процесса на работу расширения и полезную работу (см. 1.6 и 1.10), математическое выражение первого закона термодинамики (2.3) можно представить в
Теплоемкость
Теплоемкостью называется количество теплоты, необходимое для нагревания данной массы вещества на один градус.
Различают удельную и мольную теплоемко
Температурная зависимость теплоемкости от температуры.
Температура значительно влияет на величину теплоёмкости и это влияние различно в различных температурных интервалах. Температурную теплоёмкость можно схематично рассмотреть на графике.
Закон Гесса
В 1836 г. Г. И. Гесс открыл основной закон термохимии, который является частным случаем первого закона термодинамики применительно к химическим реакциям, протекающим в изохорных или изобарных услов
Зависимость теплового эффекта от температуры.
Рассмотрим зависимость теплоты процесса от температуры. Для этого возьмем частные производные от приращения функций из уравнений теплоемкости и :
; ,
где , - изменение теплоемкост
Обратимые и необратимые процессы
Все процессы, в которых один вид энергии преобразуется в другой, строго подчиняются первому закону термодинамики. Однако этот закон ничего не говорит о направлении процесса. Так первому закону не п
Второй закон термодинамики, его формулировки
Все процессы, происходящие в окружающем нас мире, можно разделить на три группы:
· процессы, для совершение которых требуется затрата работы извне;
· процессы, для совершения кото
Цикл Карно
Сущность ограничений, налагаемых вторым законом на превращение теплоты в работу, можно пояснить на примере действия идеальной машины (машина работает без трения и без потерь тепла, а под рабочим те
Энтропия как мера неупорядоченности системы.
Энтропия (S) – это мера неупорядоченности движения материи или мера деградации (рассеянности) энергии.
Всякая система со временем переходит из неравновесного состоя
Свободная и связанная энергия.
Свободная энергия Гиббса (G)есть та работа, которую могло бы совершить тело в обратимом изотермическом процессе, или свободная энергия есть максимальная
Признаки равновесных состояний.
Истинное химическое равновесие характеризуется следующими признаками:
1) В момент равновесия скорости прямой и обратной реакции равны, а концентрации всех участников реакции остаются неизм
Нормальное химическое сродство.
Для того, чтобы можно было сравнивать сродство различных веществ, было введено понятие нормального химического сродства. К уравнению нормального химического сродства легко перейти
Новости и инфо для студентов