Химия

Химическое равновесие - состояние химической системы, при котором количества исходных веществ и продуктов не меняются со временем, но при этом протекают химические реакции, а система является закрытой, то есть не обменивается с окружающим миром веществом.

Первое условие химического равновесия – это равенство скоростей прямой и обратной реакций.

Второе условие химического равновесия – концентрации всех веществ, участвующих в реакции постоянны и не изменяются во времени.

Обратимы практически все химические реакции. Если требуются большие затраты энергии; тогда их считают необратимыми. Химическое равновесие описывается с помощью константы химического равновесия.

Уравнение реакции: aA + bB ↔ cC + dD

Kp = [C]^_c [D]^d / [A]^a [B]^b

Признаки установления химического равновесия:

1 Неизменность во времени – если система находится в состоянии равновесия, то ее состав с течением времени при постоянстве внешних условий не меняется.

2 Подвижность – если система, находящаяся в равновесии, будет выведена из этого состояния вследствие внешних воздействий, то с прекращением их действия система возвратится в прежнее состояние.

Принцип Ле Шателье (принцип подвижного равновесия):

Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, производить какое– либо внешнее воздействие, то в системе усилится то из направлений процесса, которое ослабляет эффект этого воздействия, и положение равновесия сместится в том же направлении.

Фазовые равновесия – равновесия в гетерогенных системах, в которых не происходит химического взаимодействия, а имеет место лишь переход вещества из одного агрегатного состояния в другое или из одной модификации в другую без изменения химического состава. Фаза — гомогенная часть системы, имеющая одинаковый состав и свойства, отграниченная от других гомогенных частей системы поверхностью раздела.

Примерами фазовых равновесий: плавление и кристаллизация металла, испарение и конденсация жидкости, переход одной модификации вещества в другую. Фазовое равновесие — динамическое равновесие, т.е. скорости прямого и обратного процессов равны.

Типы фазовых равновесий:

1 Тепловое равновесие означает, что все фазы вещества в системе имеют одинаковую температуру.

2 Механическое равновесие означает равенство давлений по разные стороны границы раздела соприкасающихся фаз. Строго говоря, в реальных системах эти давления равны лишь приближенно, разность давлений создается поверхностным натяжением.

3 Химическое равновесие выражается в равенстве химических потенциалов всех фаз вещества.