Αμφίδρομες αντιδράσεις

Transcript

1 Χημική ισορροπία

2 Αμφίδρομες αντιδράσεις

3 Αμφίδρομες αντιδράσεις

4 Ταχύτητα αντιδράσεων και συγκεντρώσεις

5 Αμφίδρομες αντιδράσεις CO +3H 2 CH 4 + H 2 O.

6 συγκέντρωση Αμφίδρομες αντιδράσεις- κατάσταση Χ.Ι. συγκέντρωση Πείραμα 1 Πείραμα 2 H 2 (g) + I 2 (g) 2HI(g) 2HI(g) H 2 (g) + I 2 (g) αρχ αντ παραγ. +16 Χ.Ι αρχ αντ. -4 παραγ Χ.Ι ΗΙ ΗΙ Ι 2,Η 2 Ι 2,Η 2 0 χρόνος 0 χρόνος

7 Συμπεράσματα Αμφίδρομες είναι οι αντιδράσεις που πραγματοποιούνται και προς τις δυο κατευθύνσεις. Υπό κατάλληλες συνθήκες η αμφίδρομη αντίδραση οδηγείται σε κατάσταση Χ.Ι. Στην κατάσταση Χ.Ι. λαμβάνουν χώρα και οι δυο αντιδράσεις με ίσες όμως ταχύτητες. Η κατάσταση Χ.Ι. είναι μια ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ και όχι ΣΤΑΤΙΚΗ. Αν λοιπόν δεν αλλάξουν οι συνθήκες, η σύσταση του μίγματος ισορροπίας (αντιδρώντα και προϊόντα) δεν μεταβάλλεται με την πάροδο του χρόνου.

8 Απόδοση αντίδρασης ονοµάζεται ο λόγος της ποσότητας της ουσίας που παράγεται πρακτικά προς την ποσότητα της ουσίας που θα παραγόταν θεωρητικά, αν η αντίδραση ήταν µονόδροµη.

9 Ποσοστό μετατροπής αντιδρόντος Είναι ίσο µε το πηλίκο της ποσότητας του σώµατος που αντέδρασε προς την αρχική ποσότητα του σώµατος επί εκατό: Όταν το αντιδρών σώµα δεν είναι σε περίσσεια, το ποσοστό µετατροπής του ταυτίζεται µε την απόδοση της αντίδρασης.

10 Απόδοση αντίδρασης Παράδειγμα 1 ο (mol) H 2 (g) + I 2 (g) 2HI(g) αρχ αντ παραγ. +16 Χ.Ι α= ποσότητα ουσίας που σχηματίζεται πρακτικά ποσότητα ουσίας που θα σχηματίζονταν θεωρητικά Αναμενόμενη ποσότητα ΗΙ: 20mol ή 80% Προφανώς η απόδοση μιας αντίδρασης μπορεί να υπολογισθεί και με βάση τα αντιδρώντα, πχ: α= ποσότητα ουσίας που αντιδρά πρακτικά ποσότητα ουσίας που θα αντιδρούσε θεωρητικά

11 Απόδοση αντίδρασης (mol) H 2 (g) + Cl 2 (g) Παράδειγμα 2 ο αρχ αντ παραγ. +18 Χ.Ι HCl(g) Αναμενόμενη ποσότητα ΗCl: 20mol - (το Η 2 είναι σε περίσσεια) υπολογισμός απόδοσης με βάση τα προϊόντα α= mol HCl πρακτικά ή 90% mol HCl θεωρητικά υπολογισμός απόδοσης βάση το αντιδρών που βρίσκεται σε έλλειμμα με α= mol Cl 2 πρακτικά mol Cl 2 θεωρητικά ή 90% 10

12 Απόδοση αντίδρασης (mol) N 2 (g) + 3H 2 (g) Παράδειγμα 3 ο αρχ αντ παραγ. +6 Χ.Ι NH 3 (g) Αναμενόμενη ποσότητα NΗ 3 : 8mol - (το Η 2 είναι σε περίσσεια) υπολογισμός απόδοσης με βάση τα προϊόντα α= mol NH 3 πρακτικά mol NH 3 θεωρητικά ή 75% 8 4 υπολογισμός απόδοσης βάση το αντιδρών που βρίσκεται σε έλλειμμα με α= mol N 2 πρακτικά mol N 2 θεωρητικά ή 75% 4

13 Παράγοντες που επηρρεάζουν τη χημική ισορροπία Πίεση (όγκος) Συγκέντρωση Θερμοκρασία Le Chatelier: Σε μία ισορροπία, όταν αλλάζει ένας από τους παράγοντες που επηρρεάζουν τη θέση της χημικής ισορροπίας ή ισορροπία μετατοπίζεται προς εκείνη την κατεύθυνση που τείνει να αναιρέσει αυτή τη μεταβολή.

14 Συγκέντρωση και χημική ισορροπία Le Chatelier: Μεταβολή (αύξηση ή μείωση) συγκέντρωσης ενός σώματος αντίδραση προς εκείνη τη κατεύθυνση που τείνει να αναιρέσει (να μειώσει ή να αυξήσει) τη μεταβολή της συγκέντρωσης του σώματος Κατανάλωση ή παραγωγή σώματος Ν 2 + 3Η 2 2ΝΗ 3 Προσθήκη Ν 2 ή Η 2 Αντίδραση προς εκεί που θα καταναλώσει Ν 2 ή Η 2 Δεξιά Προσθήκη ΝΗ 3 Αντίδραση προς εκεί που θα καταναλώσει ΝΗ 3 Αριστερά Απομάκρυνση Ν 2 ή Η 2 Αντίδραση προς εκεί που θα παράξει Ν 2 ή Η 2 Αριστερά Απομάκρυνση ΝΗ 3 Αντίδραση προς εκεί που θα παράξει ΝΗ 3 Δεξιά

15 Συγκέντρωση και χημική ισορροπία Ν 2 + 3Η 2 2ΝΗ 3 Προσθήκη Ν 2 Αντίδραση προς εκεί που θα καταναλώσει Ν 2 Δεξιά Κατανάλωση Ν 2 και Η 2 Παραγωγή ΝΗ 3

16 Πίεση (όγκος) και χημική ισορροπία Le Chatelier: Μεταβολή (αύξηση ή μείωση) πίεσης αντίδραση προς εκείνη τη κατεύθυνση που τείνει να αναιρέσει (να μειώσει ή να αυξήσει) τη μεταβολή της πίεσης Προς τα λιγότερα ή περισσότερα moles αερίων. Ν 2 + 3Η 2 2ΝΗ 3 4 αέρια σωματίδια 2 αέρια σωματίδια Μεγάλη πίεση Μικρή πίεση Αύξηση πίεσης Αντίδραση προς εκείνη την κατεύθυνση που μειώνεται η πίεση Δεξιά Μείωση πίεσης Αντίδραση προς εκείνη την κατεύθυνση που αυξάνεται η πίεση Αριστερά Αύξηση ή μείωση όγκου Μείωση ή αύξηση πίεσης Le Chatelier

17 Πίεση (όγκος) και χημική ισορροπία A 2 + 2B 2 2AB 2

18 Πίεση (όγκος) και χημική ισορροπία A + B 2C

19 Θερμοκρασία και χημική ισορροπία Le Chatelier: Μεταβολή (αύξηση ή μείωση) θερμοκρασίας αντίδραση προς εκείνη τη κατεύθυνση που τείνει να αναιρέσει (να μειώσει ή να αυξήσει) τη μεταβολή της θερμοκρασίας Προς την ενδόθερμη ή εξώθερμη μεριά. Ν 2 + 3Η 2 2ΝΗ 3 ΔΗ<0 Ενδόθερμη μεριά Εξώθερμη μεριά Μικρή θερμοκρασία Μεγάλη θερμοκρασία Αύξηση θερμοκρασίας Αντίδραση προς εκεί που μειώνεται η θερμοκρασία Αριστερά Μείωση θερμοκρασίας Αντίδραση προς εκεί που αυξάνεται η θερμοκρασία Δεξιά

20 Θερμοκρασία και χημική ισορροπία 2CO 2 2CO + O 2 ΔΗ ΔΗ>0