Презентація: "Необоротні і оборотні реакції"

Хімічні реакціїНеооротні і оборотні хімічні процеси. Хімічна рівновага. Принцип Ле Шательє11 клас. Підготувала учитель хімії Сиц Наталія Валеріївна

Принцип Ле Шательє. Чи можна зрушити хімічну рівновагу? Адже виробництво сульфатної кислоти, амоніаку, багатьох інших неорганічних і органічних речовин пов’язане з оборотними процесами. Якщо не керувати ними ззовні, неможливо буде отримати цільовий продукт хімічного виробництва. Ви вже знаєте, що на швидкість хімічних реакцій упливають уміст реагентів, температура та (для газуватих речовин) тиск. Тобто, змінивши ці умови, можна пришвидшувати чи уповільнювати як пряму, так і обернену реакції.

У 1864 році Анрі Ле Шательє сформулював загальний принцип зміщення хімічної рівноваги:система, що перебуває в стані стійкої хімічної рівноваги, під зовнішнім упливом (зміною температури, тиску, умісту реагентів і продуктів реакції тощо) прагне повернутися до стану рівноваги, компенсувавши дію впливу.

Сформулював (1884) загальний закон зміщення хімічної рівноваги. Досліджував високотемпературні процеси, сплави металів, сконструював металографічний мікроскоп. За активної участі Ле Шательє фізична хімія та хімічна технологія перетворилися на самостійні галузі науки, що активно розвиваються. Ле Шательє було удостоєно багатьох нагород: у 1886 р. він став кавалером ордена Почесного легіону, у 1916 р. одержав медаль Деві Лондонського королівського товариства

Розгляньмо приклади керування хімічною рівновагою відповідно до цього принципу. Синтез амоніаку з азоту та водню - оборотний процес:Ν2(г) + 3 Н2(г) ⇄ 2ΝΗ3(г), ΔΗ < 0.

Пряма реакція супроводжується виділенням тепла, а обернена, відповідно, його поглинанням. Якщо тепло надходитиме ззовні, то закрита система має його поглинути - тобто пришвидшиться обернена реакція - розкладання амоніаку. Якщо ж тепло відводити із системи назовні, для компенсації його втрати має пришвидшитися пряма реакція. Тобто внаслідок підвищення температури рівновага екзотермічної реакції зміститься ліворуч, а ендотермічної - праворуч. Унаслідок зниження температури все відбудеться навпаки. Ця реакція супроводжується зниженням тиску: за коефіцієнтами перед формулами речовин легко визначити, що в реакцію вступають гази, сумарна кількість речовини яких становить 4 моль, а утворюється газ кількістю речовини 2 моль. Тобто якщо підвищити тиск, то для компенсації цієї дії рівновага зміститься в бік прямої реакції. Якщо тиск знизити, то навпаки - у бік оберненої. Зверніть увагу: тиск у системі зумовлений лише газуватими речовинами.

Уміст реагентів і продуктів реакції також упливає на швидкість хімічної реакції. Зі збільшенням умісту реагентів та зменшенням умісту продуктів реакції пришвидшується пряма реакція, і навпаки - зі зменшенням умісту реагентів та збільшенням умісту продуктів реакції пришвидшується обернена реакція. Зверніть увагу: каталізатор однаковою мірою пришвидшує як пряму, так і обернену реакцію, тому на стан хімічної рівноваги не впливає.

ДОМАшнє ЗАВДАННЯ• Складіть термохімічне рівняння синтезу гідроген йодиду з простих речовин (реакція ендотермічна, реагенти й продукти - гази). Проаналізуйте зміщення хімічної рівноваги під упливом різних чинників у цій реакції та в реакції термічного розкладання кальцій карбонату.