Истинное равновесие

Рассмотрим подробнее тему: Истинное равновесие - актуальные тенденции и тренды 2019 года.

0
104

Истинное и кажущееся равновесие

Глава 6.Химическое равновесие

Лекция 6

Многие химические реакции не протекают до конца, то есть исходные реагенты не полностью превращаются в продукты.Такие реакции начинают протекать в одном направлении, затем за счет взаимодействия продуктов реакции идут в обратном направлении, то есть являются двусторонними.Их называют химически обратимыми.

Химические реакции могут быть практически необратимыми и совершенно необратимыми.Например, реакция

практически необратима; лишь при температурах в несколько тысяч градусов вода распадается на Н2 и О2. Примером совершенно необратимых реакций является разложение взрывчатых веществ, для которых
DS > 0 при DH

Любая реакция может протекать самопроизвольно только в направлении, которое приближает систему к состоянию равновесия, в котором силы, вызывающие процесс, уравновешиваются.

Химическим равновесием называют не изменяющееся во времени при постоянном давлении, объеме и температуре состоя —
ние системы, содержащей вещества, способные к взаимодействию.

Как было показано, при некоторой температуре энтальпийный и энтропийный факторы уравниваются, то есть
DН = Т .DS.В этом случае DG = 0,что являетсятермодинамическим условием химического равновесия. Существуют различные виды равновесных состояний.

Истинное (устойчивое, термодинамическое) равновесие системы характеризуется неизменностью во времени.При этом система изменяет состояние соответственно внешним воздействиям и его характеристики (например, концентрации) не зависят от того, с какой стороны система подходит к равновесию.Устойчивое равновесие является динамическим.Равновесное состояние сохраняется во времени не вследствие отсутствия или прекращения процесса, а вследствие протекания его одновременно в двух противоположных направлениях с одинаковой скоростью.

Кажущееся (метастабильное, заторможенное) равновесие отличается тем, что для него выполняется только один признак – неизменность во времени.Например, смесь Н2 и О2 может практически бесконечно находиться в неизменном, метастабильном состоянии.Однако это не истинное равновесие, так как, раз начавшись (от искры или действия платинового катализатора, который при этом химически не изменяется), процесс взаимодействия идет быстро и практически до конца с выделением тепла:

82.200.105.254 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены.Но предоставляет возможность бесплатного использования.Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Истинное и кажущееся равновесие, смещение равновесия;

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

Равновесным называют такое состояние системы, которое не изменяется во времени, и эта неизменность не обусловлена протеканием какого-либо внешнего процесса.Равновесие остается неизменным, пока не меняются внешние условия.Различают истинное (устойчивое) и кажущееся (кинетическое) равновесие.

Истинное равновесие сохраняется неизменным не вследствие отсутствия процессов, а в силу протекания их одновременно в двух противоположных направлениях с одинаковой скоростью.Истинное равновесие имеет следующие признаки:

1.Если нет внешнего воздействия, то система неизменна во времени.

2.Система следует за любыми изменениями внешних условий, сколь угодно малыми они бы ни были, а если воздействие снято, то система возвращается в исходное состояние равновесия.

3.Состояние системы будет одинаковым независимо от того, с какой стороны она подходит к равновесию.

Кажущееся равновесие также неизменно во времени при отсутствии внешнего воздействия, однако второй и третий признаки для него не характерны.Примером системы в кажущемся равновесии является пересыщенный раствор: достаточно попадания соринки в такой раствор или встряхивания – и начинается выделение из раствора избыточного растворенного вещества.Другой пример – смесь водорода и кислорода при комнатной температуре: внесение в нее зажженной спички или катализатора неизбежно ведет к взрыву.

При изменении внешних условий равновесие изменяется сообразно новым условиям или, как говорят, смещается.Смещение равновесия подчиняется закономерности, называемой принципом Ле Шателье.

Он гласит: если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя одно из условий, определяющих состояние равновесия, то в системе усилится течение того процесса, который будет ослаблять оказываемое воздействие, а равновесие сместится в соответствующую сторону.

Повышение температуры равновесной системы усиливает течение эндотермического процесса, охлаждение – наоборот.Например, в системе

с ростом температуры равновесие диссоциации воды смещается вправо, то есть с повышением температуры усиливается диссоциация воды.

Изменение давления существенно сказывается лишь на равновесиях газовых систем.Увеличение давления для них ведет к смещению равновесия в сторону меньшего объема, падение давления – в сторону большего объема.Например, равновесие в системе

при увеличении давления смещается вправо, а при уменьшении – влево.

Увеличение концентрации исходных веществ ведет к смещению равновесия вправо (в сторону продуктов).Степень смещения равновесия при данном количестве вещества определяется величиной стехиометрического коэффициента.

Наконец, отметим, что введение в газовую систему, находящуюся при равновесии и имеющую постоянное давление, газа, не реагирующего ни с одним из компонентов, приводит к синхронному разбавлению всех участников.Следовательно, вопрос о смещении равновесия сводится к вопросу о влиянии уменьшения концентраций всех компонентов равновесной системы на положение равновесия.Согласно принципу Ле Шателье в этом случае смещение равновесия будет происходить в сторону большего объема (большего числа молей).Например, введение азота или аргона в равновесную систему

приведет к смещению равновесия влево.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Истинное химическое равновесие

Истинное химическое равновесие может устанавливаться только в том случае, если равновесны все элементарные стадии механизма реакции.2

Истинное химическое равновесие характеризуется следующими основными признаками.3

Истинное химическое равновесие всегда включает конкуренцию двух противоположно направленных процессов, протекающих с одинаковой скоростью, независимо от конкретного механизма или пути реакции, по которому она осуществляется.5

Истинное химическое равновесие характеризуется тремя признаками: в системе не происходит видимых во времени изменений при отсутствии внешнего воздействия; равновесие достигается как при прямой, так и при обратной реакции ( рис.41), самое малое внешнее воздействие легко и незначительно смещает равновесие в ту или другую сторону.7

Истинное химическое равновесие может устанавливаться только в закрытой системе.Скорость установления равновесия зависит как от природы реагирующих веществ, так и от условий.В гетерогенных системах, особенно при невысоких температурах, равновесие иногда устанавливается десятки, сотни и даже тысячи часов, а если реакция кинетически заторможена, то система так и остается неравновесной.Например, равновесие в системе железо — кислород при стандартных условиях практически нацело сдвинуто в сторону образования Fe2O3, однако кислород можно годами хранить в стальном баллоне и с ним ничего не происходит.8

Таким образом, истинное химическое равновесие , помимо неизменности со временем, должно отвечать минимальному значению характеристических функций, которое только возможно при данных выбранных независимых переменных.9

В отличие от ложного истинное химическое равновесие не только неизменно во времени в отсутствие внешних воздействий, но и после воздействия система может вернуться в прежнее состояние.В отличие от истинного равновесия ложное равновесие не является динамическим.10

В отличие от ложного истинное химическое равновесие не только неизменно во времени в отсутствие внешних воздействий, но и после воздействия система может вернуться в прежнее состояние.При ложном равновесии Д7 О т.е.не исключена возможность протекания химического процесса.11

В отличие от ложного истинное химическое равновесие не толъко неизменно во времени в отсутствие внешних воздействий, но и после воздействия система может вернуться в прежнее состояние.При ложном равновесии Д ( 7 0 т.е.не исключена возможность протекания химического процесса.12

Примером системы, находящейся в истинном химическом равновесии , может служить эквимольная смесь газов ССЪ, Ш, СО и Н2О, находящаяся над катализатором при 810 С.Это соотношение между реагентами сохраняется сколь угодно долго.13

Примером системы, находящейся в истинном химическом равновесии , может служить эквимольная смесь газов ССЬ, Ш, СО и Н20, находящаяся над катализатором при 810 С.Это соотношение между реагентами сохраняется сколь угодно долго.14

Примером системы, находящейся в истинном химическом равновесии , может служить эквимольная смесь газов СО2, Н2, СО и Н2О, находящаяся над катализатором при 810 С.Эквимольное соотношение между реагентами сохраняется сколь угодно долго.15

Истинное и кажущееся равновесие, смещение равновесия

Равновесным называют такое состояние системы, которое не изменяется во времени, и эта неизменность не обусловлена протеканием какого-либо внешнего процесса.Равновесие остается неизменным, пока не меняются внешние условия.Различают истинное (устойчивое) и кажущееся (кинетическое) равновесие.

Истинное равновесие сохраняется неизменным не вследствие отсутствия процессов, а в силу протекания их одновременно в двух противоположных направлениях с одинаковой скоростью.Истинное равновесие имеет следующие признаки:

1.Если нет внешнего воздействия, то система неизменна во времени.

2.Система следует за любыми изменениями внешних условий, сколь угодно малыми они бы ни были, а если воздействие снято, то система возвращается в исходное состояние равновесия.

3.Состояние системы будет одинаковым независимо от того, с какой стороны она подходит к равновесию.

Кажущееся равновесие также неизменно во времени при отсутствии внешнего воздействия, однако второй и третий признаки для него не характерны.Примером системы в кажущемся равновесии является пересыщенный раствор: достаточно попадания соринки в такой раствор или встряхивания – и начинается выделение из раствора избыточного растворенного вещества.Другой пример – смесь водорода и кислорода при комнатной температуре: внесение в нее зажженной спички или катализатора неизбежно ведет к взрыву.

При изменении внешних условий равновесие изменяется сообразно новым условиям или, как говорят, смещается.Смещение равновесия подчиняется закономерности, называемой принципом Ле Шателье.

Он гласит: если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя одно из условий, определяющих состояние равновесия, то в системе усилится течение того процесса, который будет ослаблять оказываемое воздействие, а равновесие сместится в соответствующую сторону.

Повышение температуры равновесной системы усиливает течение эндотермического процесса, охлаждение – наоборот.Например, в системе

с ростом температуры равновесие диссоциации воды смещается вправо, то есть с повышением температуры усиливается диссоциация воды.

Изменение давления существенно сказывается лишь на равновесиях газовых систем.Увеличение давления для них ведет к смещению равновесия в сторону меньшего объема, падение давления – в сторону большего объема.Например, равновесие в системе

при увеличении давления смещается вправо, а при уменьшении – влево.

Увеличение концентрации исходных веществ ведет к смещению равновесия вправо (в сторону продуктов).Степень смещения равновесия при данном количестве вещества определяется величиной стехиометрического коэффициента.

Наконец, отметим, что введение в газовую систему, находящуюся при равновесии и имеющую постоянное давление, газа, не реагирующего ни с одним из компонентов, приводит к синхронному разбавлению всех участников.Следовательно, вопрос о смещении равновесия сводится к вопросу о влиянии уменьшения концентраций всех компонентов равновесной системы на положение равновесия.Согласно принципу Ле Шателье в этом случае смещение равновесия будет происходить в сторону большего объема (большего числа молей).Например, введение азота или аргона в равновесную систему

приведет к смещению равновесия влево.

Общие сведения о химическом равновесии

Истинное и ложное равновесие

Все химические реакции в той или иной степени обратимы.Если возможна реакция aA + bB хХ + yY, то возможна и обратная реакция хХ + yY aA + bB.Если мы смешали вещества А и В, то в начальный момент скорость обратной реакции равна нулю, так как еще нет веществ Y и Х, но потом они образуются, а скорость обратной реакции растет.Скорость прямой реакции, наоборот, уменьшается по мере расходования веществ А и В.Разумеется, здесь идет речь о скоростях в микроскопическом смысле.Рано или поздно скорости прямой и обратной реакций становятся одинаковыми, а макроскопическая скорость реакции обращается в ноль, и всякие внешние изменения прекращаются.

Рис.3.Изменение микроскопических скоростей прямой и обратной реакции в зависимости от времени (стрелочки означают не векторы, а направления процессов).Докажите, что правый вариант невозможен

Состояние, в котором с одинаковой ненулевой микроскопической скоростью идут два противоположных процесса, так что количества веществ не изменяются, называется химическим равновесием.Оно сохраняется неизменным в данных условиях сколь угодно долго.Но процессы внутри системы продолжают идти, поэтому говорят, что равновесие динамическое (а не застывшее).

От этого истинного равновесия следует отличать ложное, когда изменений нет потому, что не идут ни прямой, ни обратный процесс из-за кинетических затруднений.Если изменить условия так, что реакции ускорятся (например, нагреть или ввести катализатор), то система необратимо перейдет из ложного равновесия в истинное, и если потом вернуть ее в прежние условия, то прежнее состояние не вернется.На языке термодинамики это означает, что энергия Гиббса понизилась и самопроизвольно повышаться не будет.Например, смесь водорода с кислородом в обычных условиях не взрывается и может долго храниться.Но стоит поджечь или ввести платиновый катализатор — смесь превращается в воду и потом, после охлаждения, уже не получится смесь водорода с кислородом.Значит, исходное состояние не было равновесным, а только казалось.Такие состояния еще называются метастабильными в отличие от стабильных, т.е.истинно равновесных.Если же система была в истинном равновесии, то при изменении температуры состояние тоже может измениться, но при возврате к прежним условиям она вернется в прежнее состояние.Эти процессы называются смещением равновесия и обсуждаются ниже.

Другой признак истинного равновесия — достижимость его с обеих сторон.Одно и то же состояние устанавливается независимо от того, что смешано: только исходные вещества A + B или только продукты X + Y.Рано или поздно в смеси достигаются равновесные концентрации всех четырех веществ.Если мы имеем при одинаковых внешних параметрах (T и р) несколько систем одинакового элементного состава, но отличающихся по своему физико-химическому состоянию (например, алмаз и графит, или Н2О и Н2+1/2О2, или С2Н4 и С+СН4), значит из них не более одной находится в истинном равновесии, а остальные метастабильны.

Ещё возможен третий вариант состояния, при котором концентрации, давление и температура постоянны — это стационарное состояние, когда постоянство поддерживается путём непрерывного подвода и отвода веществ, подвода или отвода тепла, например, в химических реакторах непрерывного действия.Живые организмы — это тоже квазистационарные (почти стационарные) системы.

Истинное и ложное равновесия

Все химические реакции в той или иной степени обратимы.Если возможна реакция aA + bB ® хХ + yY, то возможна и обратная реакция хХ + yY ® aA + bB.Если мы смешали вещества А и В, то в начальный момент скорость обратной реакции равна нулю, так как еще нет веществ Y и Х, но потом они образуются, а скорость обратной реакции растет.Скорость прямой реакции, наоборот, уменьшается по мере расходования веществ А и В.Разумеется, здесь идет речь о скоростях в микроскопическом смысле.Рано или поздно скорости прямой и обратной реакций становятся одинаковыми, а макроскопическая скорость реакции обращается в ноль, и всякие внешние изменения прекращаются.

Рис.3.Изменение микроскопических скоростей прямой и обратной реакции в зависимости от времени (стрелочки означают не векторы, а направления процессов).Докажите, что правый вариант невозможен

Состояние, в котором с одинаковой ненулевой микроскопической скоростью идут два противоположных процесса, так что количества веществ не изменяются, называется химическим равновесием.Оно сохраняется неизменным в данных условиях сколь угодно долго.Но процессы внутри системы продолжают идти, поэтому говорят, что равновесие динамическое (а не застывшее).

От этого истинного равновесия следует отличать ложное, когда изменений нет потому, что не идут ни прямой, ни обратный процесс из-за кинетических затруднений.Если изменить условия так, что реакции ускорятся (например, нагреть или ввести катализатор), то система необратимо перейдет из ложного равновесия в истинное, и если потом вернуть ее в прежние условия, то прежнее состояние не вернется.На языке термодинамики (см.§ 13.2) это означает, что энергия Гиббса понизилась и самопроизвольно повышаться не будет.Например, смесь водорода с кислородом в обычных условиях не взрывается и может долго храниться.Но стоит поджечь или ввести платиновый катализатор – смесь превращается в воду и потом, после охлаждения, уже не получится смесь водорода с кислородом.Значит, исходное состояние не было равновесным, а только казалось.Такие состояния еще называются метастабильными в отличие от стабильных, т.е.истинно равновесных.Если же система была в истинном равновесии, то при изменении температуры состояние тоже может измениться, но при возврате к прежним условиям она вернется в прежнее состояние.Эти процессы называются смещением равновесия и обсуждаются ниже.

Другой признак истинного равновесия – достижимость его с обеих сторон.Одно и то же состояние устанавливается независимо от того, что смешано: только исходные вещества A + B или только продукты X + Y.Рано или поздно в смеси достигаются равновесные концентрации всех четырех веществ.Если мы имеем при одинаковых внешних параметрах (T и р) несколько систем одинакового элементного состава, но отличающихся по своему физико–химическому состоянию (например, алмаз и графит, или Н2О и Н2+1/2О2, или С2Н4 и С+СН4), значит из них не более одной находится в истинном равновесии, а остальные метастабильны.

Ещё возможен третий вариант состояния, при котором концентрации, давление и температура постоянны – это стационарное состояние, когда постоянство поддерживается путём непрерывного подвода и отвода веществ, подвода или отвода тепла, например, в химических реакторах непрерывного действия.Живые организмы – это тоже квазистационарные (почти стационарные) системы.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Химическое равновесие истинное

Истинное химическое равновесие характеризуется следующими общими признаками c.153

Каковы признаки истинного химического равновесия c.174

Систему можно подвести к равновесию термодинамически обратимо, если в системе имеется сопротивление типа проницаемой перегородки, или термодинамически необратимо.В химической системе можно выделить истинно равновесные смеси веществ и системы с ложным равновесием.Истинное равновесие характеризуется тем, что с изменением термодинамических параметров (Р, Т) на бесконечно малую величину на такую же величину изменяется и равновесный состав смеси веществ.При возвращении параметров до исходного значения равновесие также возвращается к исходному состоянию.Это легко можно проиллюстрировать на примере реакции c.188

Очевидно также, что при исследовании химических взаимодействий в насыщенном паре следует использовать истинные мольные доли молекулярных форм, связанные между собой уравнениями химических равновесий c.144

Различают два вида химического равновесия истинное и метастабильное.c.140

Примером системы, находящейся в истинном химическом равновесии, может служить эквимольная смесь газов СО2, Н2, СО и Н2О, находящаяся над катализатором при 810 «С.Это соотношение между реагентами сохраняется сколь угодно долго.Повышение температуры сместит равновесие реакции c.175

Растворы — гомогенные системы переменного состава, находящиеся в состоянии химического равновесия.Растворы представляют собой дисперсные системы, в которых частицы одного вещества равномерно распределены в другом.Дисперсные системы по характеру агрегатного состояния могут быть газообразными, жидкими и твердыми, а по степени дисперсности — взвесями, коллоидными и истинными растворами.Частицы взвесей обычно имеют размер порядка 1 мкм и более.Такие частицы сохраняют все свойства фазы.Поэтому взвеси следует рассматривать как гетерогенные системы.Характерным признаком взвесей служит их нестабильность во времени.Они расслаиваются, причем диспергированная фаза (т.е.вещество, распределенное в среде) выпадает в виде осадка или всплывает в зависимости от соотношения плотностей.Примерами взвесей могут служить туман (жидкость распределена в газе), дым (твердое — — газ), суспензии (твердое + жидкость), эмульсии (жидкость — — жидкость), пены (газ + жидкость).c.146

Любая реакция может протекать самопроизвольно только в направлении, приближающем систему к состоянию равновесия.Если в системе наступило истинное химическое равновесие, то дальнейшее изменение энергии Гиббса происходить не будет, т.е.c.183

ТЕПЛОЕМКОСТЬ — отношение количества теплоты, сообщенной системе, к изменению ее температуры.При этом подразумевается, что изменение состояния системы не сопровождается ни химическими реакциями, ни фазовыми превращениями.Т., отвечающая конечному изменению температуры, называется средней Т.Т., соответствующая бесконечно малому изменению температуры, называется истинной Т.На величину Т.влияет химический состав вещества.Повышение температуры, как правило, вызывает возрастание Т.Данные о Т.необходимы для расчетов тепла на нагревание вещества, физико-химических расчетов, определения влияния температуры на тепловой эффект реакции, расчета химического равновесия и др.c.246

В обратимом процессе через некоторое время устанавливается химическое равновесие.Равновесным состоянием называется такое термодинамическое состояние системы, когда при постоянных внешних условиях параметры системы (состав, давление и др.) не изменяются во времени, причем стабильность характеристик системы не обусловлена протеканием какого-либо процесса с участием внешней среды .Истинное равновесие является динамическим — постоянство свойств системы обусловлено не отсутствием процессов на молекулярном уровне, а одинаковой скоростью прямого и обратного процессов, c.186

Примером системы, находящейся в истинном химическом равновесии, может служить эквимольная смесь газов СОа, Н, СО и Н2О, находящаяся над катализатором при 810 С.Эквимольное соотиошение между реагентами сохраняется сколь угодно долго.Повышение температуры вызывает смещение равновесия реакции влево, а охлаждение приводит к сдвигу равновесия вправо c.187

Истинное химическое равновесие помимо равенства скоростей в прямой и обратной реакциях и постоянства концентраций при неизменных внешних условиях обладает еще следующими свойствами 1) подвижностью, т.е.способностью самопроизвольно восстанавливаться после небольших смещений, вызванных временными отклонениями температуры или давления от заданного значения 2) возможностью достижения равновесия как со стороны исходных веществ, так и со стороны продуктов реакции 3) минимальным значением изобарного потенциала в изобарно-изотермическом процессе и равенствами c.131

Управлять течением химического процесса и проводить его так, чтобы обеспечить максимальную скорость желаемой реакции, максимальный выход продуктов и минимальные затраты сырья, можно, только зная точно, какая из указанных выше причин преобладает.Если при заданных условиях реакция не идет в данном направлении из-за незначительных ее термодинамических возможностей или близости системы к истинному химическому равновесию (при котором ЛС имеет небольщую абсолютную величину), то для ее осуществления следует изменить условия (например, температуру, концентрации исходных веществ и давление) таким образом, чтобы термодинамические возможности реакции возрастали в нужном направлении.Из энергий Гиббса и констант равновесия можно определить окислительно-восстановительные потенциалы.И наоборот, из истинных окислительновосстановительных потенциалов двух пар можно найти АО для реакции между ними и, следовательно, константу равновесия.c.219

Направление сдвига химического равновесия определяется принципом Ле Шателье.если на систему в состоянии истинного равновесия воздействовать извне, изменяя термодинамические параметры, то равновесие сместится в таком направлении, которое ослабит эффект внешнего воздействия.c.96

Однако для познания сущности явления одних экспериментальных методов недостаточно, поэтому Ломоносов говорил, что истинный химик должен быть теоретиком.Только через мышление, научную абстракцию и обобщение познаются законы природы, создаются гипотезы и теории, открывающие путь для предсказания новых фактов.А научное предвидение — главная черта любой истинной науки.Теоретическое осмысливание опытного материала и создание стройной системы химических знаний в современной общей и неорганической химии базируются на 1) квантовомеханической теории строения атомов и Периодической системе элементов Д.И.Менделеева 2) квантовохимической теории химического строения и учении о зависимости свойств вещества от его химического строения 3) учении о химическом равновесии, основанном на понятиях химической термодинамики.c.8

Принцип смещения равновесия применим только к системам, находящимся в состоянии истинного химического равновесия.Поэтому в конденсированных системах, процессы в которых часто заторможены, применение этого принципа ограничено.c.232

Величина Ка называется истинной термодинамической константой химического равновесия, она зависит только от природа реакции (щ)иро-ды реагентов) и температуры и не зависит от концентраций.c.72

Для этого химического равновесия, как и для любого другого равновесия, можно написать выражение истинной термодинамической константы химического равновесия К c.87

В термодинамическом отношении химическое равновесие определяется как состояние, наиболее устойчивое (и наиболее вероятное) в данных условиях ио сравнению с любым другим смежным с ним состоянием.Устойчивое равновесие называют также истинныл равновесием.Оно характеризуется тем, что бесконечно малые воздействия на систему вызывают бесконечно малые изменения в системе.Если же это условие не выполняется, то система находится в ложном (неустойчивом) равновесии.c.198

Условные константы устойчивости и нестойкости комплексов в действительности не являются истинными термодинамическими константами какого-либо химического равновесия.Их числовые значения изменяются с изменением условий проведения реакций, например, концентраций реагентов побочных реакций.Тем не менее, они используются в практических расчетах, так как позволяют формально учитывать побочные реакции с участием лигандов.c.195

Эти и подобные им примеры иллюстрируют истинное химическое равновесие, которое характеризуется следующими признаками c.51

Эти процессы при обычных условиях должны были бы идти, но не идут, создавая впечатление равновесных газовых смесей.Однако с введением соответствующих катализаторов эти реакции интенсивно развиваются вплоть до установления истинного химического равновесия.c.51

Невыполнение каждого из этих условий приводит к получению средней (или кажущейся) величины ё Наиболее трудно выполняется третье из указанных условий, так как чаще всего известно и используется при расчетах лищь общее содержание вещества во всех его видах и неизвестно истинное число ноглощаюш, их частиц данного вида, которое изменяется, если смещается химическое равновесие.Под влиянием изменения ионной силы (ц) раствора изменяется энергетическое состояние поглощающих частиц н, следовательно, их способность к поглощению излучений различных длин волн.c.464

В качестве особых здесь уже будут выступать точки, соответствующие чистым компонентам, через которые проходит многообразие химического равновесия, а также точки, соответствующие истинным азеотропам и хемиазеотропам.Анализ, проведенный в работе 28, показал, что особые точки, свойственные многообразию химического равновесия, имеют тип узла или седла.c.195

Катализатор не влкяет на истинное химическое равновесие, т.е.не меняет константу равновесия и равновесные концентрации.В равной степени он ускоряет и прямую, и обратную реакции.Если повышение температуры не только увеличивает скорость процесса, но и смещает равновесие, то катализатор лишь изменяет время его достижения, оно тем меньше, чем активнее катализатор.c.239

Таким образом, истинным раствором называется однородная химическая система, в которой успшнавливается химическое равновесие между молекулами растворенного ев-шества и растворителя, а также продуктами их взаимодействия.c.68

Особенности истинного равновесия в качественной форме отражаются принципом смещения подвижного равновесия, известным как принцип Ле Шателье—Брауна.Этот хороню известный г(ринцип можно сформулировать, например, следующим образом еачи на систему, находящуюся в состоянии устойчивого химического равновесия, оказывать внешнее воздействие, то в системе начнут самопроизвольно осуществляться процессы в таком направлении, которое ослабляет влияние внешнего воздействия, а само равновесие сместится в том же направлении.c.69

Кроме истинной термодинамической и концентравдюнной констант химического равновесия иногда используют так называемую условную константу равновесия, которая выражг ется не через равновесные кон — c.75

Смотреть страницы где упоминается термин Химическое равновесие истинное: c.57 c.15 c.32 c.225 c.102 c.82 c.13 c.227 c.40 c.117 c.156 c.138 Общая химия (1984) — c.227

Дайте определение истинного и ложного химического равновесия

ОТВЕТ: От истинного равновесия следует отличать ложное (неустойчивое метастабильное равновесие.общим свойством истинного и ложного равновесий является неизменность состояния системы во времени.но в отличие от истинного равновесия, когда система после снятия внешнего воздействия снова возвращается в прежнее устойчивое состояние, ложное равновесие при внешнем воздействии переходит в состояние истинного равновесия т.е осуществляется необратимый процесс.

Химическая термодинамика

1.Почему термодинамику называют аксиоматической наукой?

ОТВЕТ: Термодинамика — аксиоматическая наука.Ее основные законы имеют характер постулатов и являются результатом многочисленных опытов и наблюдений.на базе этих пастулов устанавливается совокупность закономерностей, позволяющих оценить свойства веществ и направление различных процессов.Т.о законы термодинамики можно рассматривать как опытные обобщения и из них выводить следствия для различных частных случаев.

2.Чем отличается классическая термодинамика от неравновесной?

ОТВЕТ:Неравновесная термодинамика — раздел термодинамики, изучающий системы вне состояния термодинамического равновесия и необратимые процессы.Возникновение этой области знания связано главным образом с тем, что подавляющее большинство встречающихся в природе систем находятся вдали от термодинамического равновесия.

3.Чем отличаются функции состояния от других термодинамических функций? почему теплота и работа не являются функциями состояния?

ОТВЕТ: Особую роль играет функции состояния, которые однозначно определяют состояние системы в момент установления равновесия.важным свойством является независимость её от пути по которому система пришла в данное состояние.перемещаясь по разным траекториям машина совершает разное кол работы, что никак не отражается на состояние системы.поэтому работа не является функцией ей состояния системы.то же самое можно сказать и о кол теплоты, поглощенной во время перехода из одного пункта в другой.теплота также не является функцией состояние т.К её поглощение не отражается на конечном состоянии системы.

Химическое равновесие

Большинство реальных химических превращений являются обратимыми, т.е.они не идут до конца; ни одно из исходных веществ не расходуется полностью.Так происходит, когда одновременно протекают как прямая, так и обратная реакции.

Если в начальный момент времени в системе имеются только исходные вещества, то, естественно, скорость обратной реакции равна нулю.По мере протекания прямой реакции, концентрация исходных веществ уменьшается, а концентрация продуктов реакции возрастает.Поэтому, скорость прямой реакции будет уменьшаться (вспомните, как зависит скорость реакции от концентрации реагирующих веществ), а скорость обратной реакции — возрастать.

Состояние системы, при котором в ней протекают два противоположных процесса с одинаковыми скоростями, называется состоянием химического равновесия.

Отношение констант скоростей прямой и обратной реакций также является постоянной величиной и называется константой равновесия.

В общем случае для гомогенной реакции, описываемой общим уравнением:

Константа равновесия равна отношению произведения концентраций продуктов реакции к произведению концентраций исходных веществ в степенях их стехиометрических коэффициентов.

Для газообразных веществ часто вместо молярных концентраций нужно использовать парциальные давления.

Для процессов, протекающих в гетерогенных системах — концентрации (парциальные давления) твердых или жидких веществ считаются постоянными величинами и в выражение для константы равновесия не входят.Например, для реакции:

выражение для константы равновесия будет выглядеть следующим образом:

Константа химического равновесия зависит от природы реагентов и температуры; от давления (при не очень высоких давлениях), но от концентраций реагентов или от наличия катализатора Крав.не зависит.

Константа равновесия — важнейшая характеристика химического взаимодействия.Ее величина позволяет судить о полноте протекания реакции.Для необратимых реакций Крав > ?.Действительно, в этом случае, концентрации продуктов реакции во много раз превышают концентрации исходных веществ.Для реакций, которые практически не протекают: Крав > 0.

Истинное равновесие необходимо отличать от ложного равновесия.

? Если состояние системы неизменно во времени, но при изменении внешних условий в системе происходит необратимый процесс, то такое равновесие называется ложным равновесием.

Чаще всего это наблюдается в конденсированных системах (твердых и жидких) из-за малой подвижности частиц.Химический процесс имеет место, но скорость его так мала, что видимых изменений практически не наблюдается; кажется, что система находится в равновесии.Поэтому ложное равновесие называют иногда замороженным.

Истинное равновесие неизменно во времени в отсутствии внешних воздействий, а после прекращения воздействия система может вернуться в прежнее состояние.

Истинное равновесие является динамическим.

С точки зрения термодинамики, истинное равновесие характеризуется минимальным значением изобарно-изотермического потенциала (свободной энергии Гиббса) G.Конечно, переход из равновесного в любое другое состояние будет сопровождаться возрастанием изобарно-изотермического потенциала (?G > 0), т.е.такой переход не может протекать самопроизвольно.Систему можно вывести из состояния истинного равновесия, только прилагая внешнее воздействие.

При ложном равновесии, переход в другое состояние сопровождается уменьшением изобарно-изотермического потенциала (?G

Признаки истинного (устойчивого) равновесия

1.При отсутствии внешних воздействий состояние системы остается неизменным во времени.

2.Система реагирует на самые незначительные внешние воздействия, переходя в новое состояние.

Примером истинного химического равновесия являются эквимольная смесь газов СО2, Н2, СО и Н2О над катализатором при 810 о С.

СО + Н2О СО22

При повышении температуры – равновесие смещается влево, при охлаждении – вправо.

После восстановления первоначальной температуры система возвращается в исходное состояние.

3.Состояние системы будет одинаковым независимо от того, с какой стороны она подходит к равновесию.

Кажущееся равновесие (заторможенное равновесие или метастабильное состояние) — когда соблюдается только одно правило равновесия — неизменность во времени (пример – нефть + О2).

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2019 год.Студопедия не является автором материалов, которые размещены.Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .

Рейтинг автора
Автор статьи
Нина Якунова
Практикующий психолог
Написано статей
247
Предыдущая статьяКак избавиться от жира на спине
Следующая статьяОтказ от манту в школе

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here