ТИПИ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙЗа кількістю та складом реагентів та продуктів реакціїсполученнязаміщенняобмінурозкладу. За тепловим ефектом реакціїЗа зміною ступенів окиснення елементів. За напрямком перебігу реакціїоборотнінеоборотніОВРбез зміни ступенів окиснення елементівекзотермічніендотермічні
ОБОРОТНІ РЕАКЦІЇ Оборотні реакції — це реакції, що за одних і тих самих умов відбуваються одночасно у протилежних напрямках, тому реагенти однієї реакції є продуктами другої i навпаки. Більшість хімічних реакцій відбуваються не до кінця. Продукти, які утворилися в результаті реакції можуть взаємодіяти між собою. Такі реакції називаються оборотними.
Летка сполука Нітрогену з Гідрогеном амоніак NH3 утворюється з простих речовин азоту і водню за рівнянням реакції сполучення: N2 + 3 H2 → 2 NH3. Одночасно з цією реакцією відбувається реакція розкладу утвореного амоніаку на дві прості речовини — азот і водень:2 NH3 → N2 + 3 H2 Оборотність реакції позначають двома стрілками у протилежних напрямках:
З часом реагенти витрачаються, їх концентрація зменшується. Натомість збільшується маса і концентрація продуктів реакції. У певний момент хімічної взаємодії швидкості прямої й зворотної реакцій зрівнюються й надалі обидві реакції відбуваються з однаковою швидкістю. Такий стан оборотних реакцій називають станом хімічної рівноваги. У цьому стані реакція може перебувати тривалий час, якщо не вдаватись ні до якого впливу на неї. Хімічна рівновага
Стан системи, коли швидкість прямої і зворотної реакцій є однаковими, називають хімічною рівновагою. Стан рівноваги можна змістити, змінюючи концентрацію реагентів або утворених продуктів, тиск, температуру. Зміщення рівноваги буде відбуватися у бік зменшення цього впливу. Зверни увагу!А+В ↔ С+ДVпрямої р-ції = Vзворотної р-ціїХімічна рівновага
Хімічна рівновага — це стан системи, за якого швидкість прямої реакції (1) дорівнює швидкості зворотної реакції (2). За хімічної рівноваги концентрації речовин залишаються незмінними. Хімічна рівновага має динамічний характер: пряма і зворотна реакції за умови рівноваги не припиняються. Динамічний характер рівноваги. Хімічна рівновага
(Стан хімічної рівноваги кількісно характеризується константою рівноваги, що є відношенням констант прямої (К1) та зворотної (К2) реакцій. Для реакції m. A + n. B p. C + d. D константа рівноваги дорівнює: Константа рівноваги залежить від температури та природи реагентів. Чим більше значення константи рівноваги, тим більше рівновага зсунута в бік утворення продуктів прямої реакції.)Хімічна рівновага
Принцип Ле Шательє. Якщо на систему, що перебуває в стані рівноваги, чиниться зовнішній вплив (змінюються концентрація, температура, тиск), то це сприяє протіканню тієї із двох протилежних реакцій, що ослабляє цей вплив: Принцип Ле ШательєФранцузький учений Анрі-Луї Ле Шательє (08.10.1850-17.09.1936)у 1884 р. сформулював загальний принцип зміщення хімічної рівноваги:
1. Тиск. Збільшення тиску (для газів) зміщає рівновагу в бік реакції, що веде до зменшення об’єму (тобто до утворення меншого числа молекул газоподібних речовин). Збільшення P приводить до 1 > 2. Способи зсуву рівноваги. N2(г) + 3 H2(г) ↔ 2 NH3(г) 4 2 Р ↑→ Р ↓←Вплив зміни тиску на стан хімічної рівноваги
Збільшення t° приводить до 2 > 1. Збільшення t° приводить до 1 > 2.2. Температура. Підвищення температури зміщає рівновагу в бік ендотермічної реакції (тобто в бік реакції, що протікає з поглинанням теплоти).2 NO2 ⇄ N2 O4 +58 к. Дж/моль. N2 + O2 ⇄ 2 NO – Q (∆H > 0)Вплив зміни температури середовища на стан хімічної рівноваги
Завдання 4 Покажіть, у який бік зміститься в системі рівновага внаслідок зміни зовнішніх умов:1) підвищення температури:2) підвищення температури та збільшення концентрації речовин, що вступили в реакцію:3) зменшення тиску: Поясніть, як агрегатний стан речовини може вплинути на зсув рівноваги оборотної реакції.
Більшість промислово важливих хімічних реакцій є оборотними. Це означає, що не всі реагенти перетворюються на продукти реакції. Тому після взаємодії з рівноважної суміші необхідно видалити цільовий продукт реакції, а реагенти, що залишилися, повернути в реактор для подальшого перетворення. Трапляються випадки, коли за жорстких умов (і навіть за наявності каталізаторів) ступінь перетворення реагентів на продукти дуже малий (10% і менше). У такому разі технолог підприємства має вирішити технологічну проблему:обрати такі умови реакції, щоб максимально змістити рівновагу в бік продуктів реакції; для зменшення собівартості продукції обрати умови якомога менш жорсткі: нижчу температуру й тиск, зменшити витрати дорогих реагентів і каталізаторів. Використання знань про зміщення хімічної рівноваги для розв'язання технологічних проблем
Підсумки За напрямом перебігу реакції поділяють на оборотні й необоротні. Необоротні реакції - реакції, що відбуваються в одному напрямку і закінчуються повним перетворенням реагентів на продукти реакції. Оборотні реакції — це реакції, що за одних і тих самих умов відбуваються одночасно у протилежних напрямках, тому реагенти однієї реакції є продуктами другої i навпаки. Стан системи, коли швидкість прямої і зворотної реакцій є однаковими, називають хімічною рівновагою. На стан рівноваги впливають: тиск(для газів), температура, концентрація реагентів та продуктів реакції..