Efnajafnvægi: efnajafnvægi fasti og talshattum

Árið 1885, franska eðlisfræðingur og efnafræðingur Le Chatelier var hleypt af stokkunum, og árið 1887 var þýska eðlisfræðingur Brown réttlætanlegt lögmál jafnvægi efna og efna jafnvægi stöðugri, og lærði ósjálfstæði þeirra á áhrifum ýmissa utanaðkomandi þátta.

The Kjarni efnajafnvægi

Jafnvægi - a dynamic ríki, sem þýðir að það eru alltaf að flytja. Products brotna á prófefnunum og Hvarfefnunum eru saman f framleiðslunni. Hlutirnir eru að flytja, en þéttni óbreytt. Hvarfið er skráð með tvöfaldri ör í stað samasemmerkinu að sýna að það er afturkræf.

Classic mynstur

Jafnvel á síðustu öld, hefur efnafræðingar uppgötvað ákveðin lög sem kveða á um möguleika á að breyta stefnu sem viðbrögð í sömu getu. Þekking á því hvernig efnahvörf eiga sér stað, er ótrúlega mikilvægt fyrir bæði rannsóknarstofu rannsóknir og iðnaðarframleiðslu. Á sama tíma miklu máli er hæfni til að stjórna öllum þessum fyrirbærum. Það er mannlegt eðli að skipta sér í mörgum náttúrulegum ferlum, sérstaklega með tilliti til afturkræf, þá að nota þá til þeirra kostur. Frá vitneskju efnahvarfa verða meira gagni ef fullkomið stjórn haftanna.

Lögin massa aðgerð í efnafræði nota efnafræðingar að rétt að reikna hraða hvarfsins. Það gefur skýra hugmynd um hvað allir efna ferli verður ekki fært til enda ef það verður haldið í lokuðu kerfi. Sameindir mynduð efna og eru í stöðugri handahófi hreyfingu, og gæti brátt komið fram öfuga hvarfinu, þar sem sameindir er endurunnu upphafsefni.

Í greininni, algengasta opinn uppspretta kerfi. Skip, bíla og önnur ílát, þar sem efnahvörf sem eru ólæst. Þetta er til að tryggja að á þessar aðferðir er hægt að fjarlægja og varan óskað að losna gagnslaus vara á viðbrögðum. Til dæmis, kol er brennt í opnum furnaces, sementsofnar gerðar í opnu gerð vindhviða ofni rekið með stöðugum lofta, og ammoníak er samþætt með stöðugu fjarlægja ammoníaki.

Afturkræf og óafturkræf efnaferli,

Eins og nafnið gefur til kynna, er hægt að gefa samsvarandi skilgreiningum: Talin óafturkræf viðbrögð leiddi til enda án þess að breyta stefnu sinni og flæðandi meðfram fyrirfram ákveðinni braut óháð þrýstingi munur og hita sveiflur. greina lögun þeirra er sú staðreynd að sumar vörur getur skilið umfang viðbragða. Þannig, til dæmis, geta tekið á móti gas (CaCO ₃ = CaO + CO _2), botnfallið (Cu (NO _{3) 2} + H ₂ S = Cus + 2HNO _3), eða öðrum efnasamböndum. Hvarfið mun einnig verða skoðað óafturkræf, ef mikið magn af hita er losað á meðan á ferlinu, til dæmis: 4P + 5o ₂ = 2P ₂ O ₅ + Q.

Næstum allar aukaverkanir sem eiga sér stað í náttúrunni eru afturkræf. Án tillits til ytri skilyrðum eins og hitastigi og þrýstingi, nánast öllum ferlum getur átt sér stað samtímis í mismunandi áttir. Sem lögmáli massa aðgerð í efnafræði, magn hita upp sé jafn þeim fjölda úthlutað, sem þýðir að ef eitt viðbragð var útvermið, annar (reverse) Bude innvermin.

Efnajafnvægi: efnajafnvægi fasti

Reaction - a "sögn" Efnafræði - Starfsemi sem rannsaka efnafræðinga. Margir viðbrögð að fara að ljúka og þá stöðva, sem þýðir að Hvarfefnunum alveg breytt í vörur án þess að vera fær um að fara aftur í upprunalegt horf. Í sumum tilvikum, viðbrögðin eru mjög óafturkræf, svo sem brennslu breytingum, bæði líkamlega og efnafræðilega eiginleika efnisins. Hins vegar eru mörg önnur aðstæður þar sem bakslag er ekki aðeins mögulegt, heldur einnig til að samfelld auk afurðir fyrstu viðbrögð eru hvarfefni fyrir sekúndu.

Dynamic ríki þar sem styrkur hvarfefnum og vörum haldist stöðug, er kallað jafnvægi. Það er hægt að spá fyrir um hegðun efna með ákveðnum lögum sem gilda á þeim sviðum, sem leitast við að draga úr kostnaði við framleiðslu á tilteknum efnum. Til að skilja þau ferli sem viðhalda eða hugsanlega ógna heilsu fólks, einnig gagnlegt er hugtakið jafnvægi efna. Efnajafnvægi fasti er gildi sem nemur stuðlinum í hvarflausnina, sem er háð jónastyrk og hitastigi, og ekki treysta á styrk að hvarfefnunum og vörum í lausninni.

Útreikninga sem leiða til jafnvægis fasti

Þetta magn er dimensionless, þ.e. ekki having a ákveðinn fjölda eininga. Þótt útreikningar er yfirleitt skrifað fyrir tvo hvarf- og tveimur vörum, það virkar fyrir hvaða fjölda þátttakenda í hvarfi. Útreikningar og túlkun á jafnvægis föstu fer eftir því hvort efnaferli er í tengslum við einsleitri eða ólíkum jafnvægi. Þetta þýðir að allir íhlutir bregðast við verið hrein vökvum eða gasi. Heimildir til að bregðast sem ná ólíkum jafnvægi, það er yfirleitt fleiri en einn fasi, og að minnsta kosti tvö. Til dæmis, vökva og lofttegundir eða föst efni og vökva.

Gildi jafnvægis fasti

Fyrir hvaða hitastig sem er að jafnvægis stöðugum, það er aðeins eitt gildi sem breytist aðeins ef hitastigið við sem hvarfið á sér stað er breytilegt í hvora áttina. Það er hægt að gera nokkrar spár um efnahvörf, byggt á því hvort jafnvægi fasti er stór eða lítill. Ef gildið er mjög stór, jafnvægi favors viðbrögð við hægri og snýr fleiri vörur en vildi hvarfefni. Hvarfið í þessu tilfelli er hægt að kalla "fullur" eða "megindleg".

Ef verðmæti af náttúrulegum fasti er lítill, það er hagstætt viðbrögð við vinstri, þar sem magn af hvarfefni var meira en afurðimar sem myndast. Ef þetta gildi nálgast núll, það er hægt að gera ráð fyrir því að hvarfið á sér ekki stað. Ef gildin jafnvægisskilyrðum fastar um áfram og andstæða viðbrögð eru nánast það sama, the magn af hvarfefnunum og vörur munu einnig nánast eins. Þessi tegund af hvarfinu er talin vera til baka.

Íhuga a afturkræfa ferlið sem sérvirka

Taka tvö: frumefni, til dæmis joð og vetni, sem þegar þeim er blandað gefa nýja efni - vetni joðíð.

H ₂ + I ₂ = 2HI

Á meðan take hraða v ₁ með beinu hvarfí, með V ₂ - andstæða viðbrögð hraða, K - jafhvægisbindibreytur fasti. Notkun á lögum um aðgerðir massa, eftirfarandi jöfnu:

V ₁ = k ₁ * C (H ₂₎ * C (I _2),

V ₂ = k ₂ * C ² (HI).

Þegar blöndun er sameindaþyngd joði (I ₂₎ og vetnis _(H2) samspil þeirra hefst. Á fyrsta stigi, er hámarksstyrkur af þessum þáttum, en í lok hámarkssvöruninni er styrkur af nýju efhasamböndunum - vetnisjoðfð (HI). Samkvæmt því, það verður mismunandi verð viðbrögð. Í upphafi, þeir vilja vera mest. Að lokum kemur það þegar þessi gildi eru jafnir, og það er ástand sem er kallað efnajafnvægi.

Þá hugtakið efnajafnvægi fastar eru almennt táknaðir með sviga: [H _2], [I _2], [HI]. Þar sem jafn eða meiri, siðan var jafnvægis hraði:

₁ l sl [H _2] [I _2] = k ₂ [HI] ^2,

þannig að við fáum jöfnu efnajafnvægi fastar:

₁ l sl / K ₂ = [HI] ² / [H _2] [I _2] = K.

Meginreglan um Le Chatelier-Brown

Það er eftirfarandi regla: ef a kerfi sem er í jafnvægi, til að framleiða ákveðna áhrif (breyting á efna jafnvægisaðstæðum með því að breyta hitastigi eða þrýstingi er beitt, til dæmis), jafnvægi vilja breyting að hluta til að vinna gegn áhrif breytinga. Í viðbót við efnafræði, þessi regla gildir einnig í ýmsum formum á sviði lyfjafræði og hagfræði.

Efnajafnvægi stöðug og talshattum

Jafhvægi tjáning má gefa upp með tilliti til styrk af vörum og hvarfefnin. Aðeins efni í vatnsbundnu og gasgufiifasanum eru með í formúlunni jafnvægi, Þar sem styrkurinn á vökva og föst efni eru ekki breyst. Hvaða þættir hafa áhrif á efna jafnvægi? Ef það felur í sér hreint fljótandi eða föstu formi, er talið að það hefur k = 1, og í samræmi við það er ekki lengur að taka tillit til, að undanskildum er af mjög sterkri lausnir. Til dæmis, hreint vatn býr yfir virkni af 1.

Annað dæmi er solid kolefni, sem er hægt að mynda með því að hvarfa tveimur sameindir af kolsýringi til að mynda í koldíoxíð og kolefni. Þættir sem geta haft áhrif á jafnvægi, fela í sér að bæta við hvörfunarefhi eða gaf afurð (breyting samfylking hefur áhrif á jafnvægi). Bæti hvarfefni getur leitt til hægri í jafnvægi efna jöfnu þar sem það eru fleiri tegundir af vöru. Viðbót Varan getur leitt til jafnvægis vinstri, eins og fleiri verður eyðublöð hvarfefni.

Jafnvægi á sér stað þegar hvarfið á sér stað í báðar áttir, það er stöðugt hlutfall hvarfefnum og vörum. Almennt má segja að efnajafnvægi er fast, þar sem hluti af vörum og hvarfefni eru stöðug. Hins vegar nánar kemur í ljós að staðan er í raun mjög breytilegt ferli, sem hvarfið færist í báðar áttir á sama gengi.

Dynamic jafnvægi er dæmi um aðgerðir í jafnvægi. Fyrir kerfi í jafnvægi fram um þessar mundir, hegðun heldur áfram í framtíðinni. Því einu sinni hvarfið nær jafnvægi, sem hlutfall af hvarfefninu sem þarf og vara þéttni áfram þau sömu, þrátt fyrir að hvarf gengur á.

Eins og bara segja um flókið?

Hugtök eins og efnajafnvægi og efnajafnvægi stöðugri, er alveg erfitt að skilja. Taka dæmi af lífi. Ert þú alltaf festast á brú milli tveggja borga, og borga eftirtekt til the staðreynd að hreyfing í hina áttina vel og mældur, á meðan þú ert hopelessly fastur í umferð? Þetta er ekki gott.

Hvað ef vélin mældur og flutti á sama hraða á báðum hliðum? Það var í fjölda bíla í báðum borgum varanleg? Þegar aðgangur og útgangur hraða í báðum borgum er það sama, en fjöldi bíla í hverri borg er stöðugt yfir tíma, sem þýðir að allt ferlið er í dynamic jafnvægi.