Презентація по темі: "Необоротні та оборотні хімічні процеси. Хімічна рівновага."

Необоротні і оборотні хімічні процеси. Хімічна рівновага«+», «→» і «⇄»

1. Оборотні та необоротні реакції Реакції, які за певних умов відбуваються переважно тільки в одному напрямку, є необоротними. Реакції, які одночасно відбуваються в протилежних напрямках, називають оборотними.

2. Поняття про хімічну рівновагу. Н2 + І2 = 2 НІ Зміна концентрації реагентів І продуктів реакції (а) та швидкості реакції (б) оборотних реакцій під час досягнення стану хімічної рівноваги

Хімічна рівновага — стан хімічної системи, у якій відбувається оборотна реакція, за якого швидкості прямої і зворотної реакцій однакові. Динамічний характер рівноваги

Принцип зміщення хімічної рівноваги, сформульовано французьким хіміком Анрі Ле Шательє: Якщо на рівноважну систему впливати ззовні, змінюючи будь-яку умову рівноваги (температуру, тиск, концентрацію компонентів), то рівновага зміщується в бік прискорення процесів, спрямованих на послаблення зовнішнього впливу.

3. Вплив зміни концентрації речовин на стан хімічної рівноваги Зміщення стану рівноваги в разі зміни концентрації речовин: а — початкова рівноважна суміш N2, Н2, та NH3; б — додавання N2; в — новий стан рівноваги, за якого вміст азоту в суміші більший (унаслідок його додавання), амоніаку — більший (унаслідок утворення), а водню — менший

4. Вплив зміни температури середовища на стан хімічної рівноваги Нагрівання рівноважної суміші (2 N02 = N204) зміщує рівновагу в бік розкладання димеру, про що свідчить посилення червоно-коричневого забарвлення (а), а під час охолодження рівновага зміщується в бік утворення димеру, і суміш знебарвлюється (б)

5. Вплив зміни тиску на стан хімічної рівноваги Зміщення стану рівноваги в разі зміни тиску: а — початкова рівноважна суміш N2, Н2, та NH3; б — зменшення об'єму суміші, що спричиняє підвищення тиску; в — новий стан рівноваги, за якого вміст амоніаку більший, а водню та азоту — менший. Зміщення стану рівноваги реакції розкладання вапняку в разі зміни тиску: а — початковий рівноважний стан; б — зі зменшенням об'єму підвищується тиск і зменшується кількість вуглекислого газу, рівновага зміщується в бік реагентів

Вплив зміни тиску на стан хімічної рівноваги

6. Вплив наявності каталізаторів на стан хімічної рівноваги У разі додавання каталізатора до суміші, що перебуває в стані хімічної рівноваги, прискорюються як пряма, так і зворотна реакції, до того ж швидкості обох реакцій підвищуються однаково. Рівновага при цьому зберігається. Отже, каталізатор не зміщує рівновагу, а тільки прискорює її встановлення.

7. Використання знань про зміщення хімічної рівноваги для розв'язання технологічних проблем 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.

Як впливатиме зміна температури й тиску на стан рівноваги і вихід продуктів у процесах?

Які чинники сприяють підвищенню виходу продуктів промислово важливих реакцій?

У стані рівноваги співвідношення концентрацій реагентів та продуктів реакції стале і не залежить від початкової кількості реагентів. Прокоментуйте це твердження за графіками:

Перетворіть схеми наведених оборотних реакцій на хімічні рівняння. Проаналізуйте зміщення хімічної рівноваги в цих реакціях під впливом різних чинників: