18.Химическое равновесие. Константа равновесия. Связь ее с энергией Гиббса.

Химическое равновесие. Принцип Ле Шателье и его следствия. Значение этого принципа для интенсификации производственных процессов. Большинство химических реакций, т.е протекают одновременно в прямом и обратном направлениях. В тех случаях, когда прямая и обратная р-ции идут с одинаковой скоростью, наступает химическое равновесие. Химические р-ции в гетерогенной среде протекают на границе раздела между всеми фазами. Состояние хим. равновесия может сохраняться при данных неизменных условиях достаточно длительное время. При зименении условий состояние равновесия нарушается. Принцип Ле Шателье: если на физико-химическую с-му, находящуюся в равновесии, оказывают внешнее воздействие, то оно смещается в направлении того процесса, протекание которого ослабляет внешнее воздействие.

Химическое равновесие. Константа равновесия в гомогенных и гетерогенных реакциях. Константа хим. равновесия зависит от природы реагирующих в-в и от температуры и не зависит от давления и концентрации реагентов. Если в гетерогенной р-ции участвуют твёрдые и газообразные в-ва, то в выражение для константы хим. равновесия входят только парциальные давления газообразных компонентов р-ции. Константа равновесия может быть выражена через молярные доли. Однако она допустима лишь для достаточно разряженных с-м, в которых влияние межмолекулярных сил на активность компонентов очень мало. Константа равновесия может быть выражена через парциальные давления: К_р=p_АВ/р_Ар_В, где p_АВ, р_А, р_В –парциальные давления реагирующих газов в равновесной с-ме. Парциальное давление равно p_i=p₀N_i, где p₀-общее давление газовой смеси. К_р имеет размерность давления и равна К_р=K_fp₀^Σn, где Σn –сумма коэффициентов р-ции, в которой коэффициенты продуктов идут со знаком плюс, а начальных продуктов-с минусом. Константа равновесия может быть выражена через молярные концентрации С(моль/л). Такой способ удобен для р-ций , идущих при V=const. К_C=C_АВ/С_АС_В (размерность концентрации). К_С=К_Р(RT)^-Σn, где Σn- сумма коэффициентов продуктов реакции. Если р-ция идет без изменении числа молей и Σn=0, то все выражения констант равновесия будут совпадать, и они будут безразмерные. Константа равновесия для гетерогенной обратимой р-ции K_P=p_{газа/жидкости}=f(T). Выбор параметров, влияющих на равновесие в гетерогенной с-ме, и условия равновесия определяются правилом фаз Гиббса-Коновалова: число степеней свободы в гетерогенной с-ме равно числу компонентов плюс 2 и минус число фаз.

19.Скорость химических реакций (гомогенные и гетерогенные).

Основные факторы определяющие скорость гомогенных и гетерогенных реакций. Закон действующих масс. Правило Вант-Гоффа. Важнейшими факторами являются: концентрация, температура, давление. Влияние конц-ции: зависимость скорости р-ции от конц-ции определяется законом действующих масс: скорость р-ции прямопропорциональна произведению конц-ции реагирующих в-в, взятых в степени их коэффициентов. v=k[A]^a[B]^b, k-константа скорости р-ции, которая зависит от природы реагирующих в-в и от температуры. Для определения k необходимо использовать концентрации в-в равные 1моль/л. Влияние давления: давление и объем косвенно влияют на скорость р-цй - при увеличении давления пропорционально увеличиваются конц-ции в-в и, наоборот, при увеличении объема концентрации уменьшаются. Для р-ций, когда взаимодействует более 3-х молекул, необходимо изучать механизм их протекания, т.е. возможные стадии. Для оценки скорости протекающей р-ции необходимо выявить наиболее замедленную стадию, которая контролирует весь процесс в целом. С учетом возможных стадий процесса различают реакции по их молекулярности и порядку. Влияние температуры: зависимость скорости р-ции от температуры определяется правилом Вант-Гоффа: при повышении температуры на каждые 10⁰ скорость р-ции возрастает в 2-4 раза.