Χημική ισορροπία
Αμφίδρομες αντιδράσεις
Αμφίδρομες αντιδράσεις
Ταχύτητα αντιδράσεων και συγκεντρώσεις
Αμφίδρομες αντιδράσεις CO +3H 2 CH 4 + H 2 O.
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. 10 10 0 αντ. -8-8 παραγ. +16 Χ.Ι 2 2 16 αρχ. 20 0 0 αντ. -4 παραγ. +2 +2 Χ.Ι 16 2 2 ΗΙ ΗΙ Ι 2,Η 2 Ι 2,Η 2 0 χρόνος 0 χρόνος
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.
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.
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.
Απόδοση αντίδρασης Παράδειγμα 1 ο (mol) H 2 (g) + I 2 (g) 2HI(g) αρχ. 10 10 0 αντ. -8-8 παραγ. +16 Χ.Ι. 2 2 16 α= ποσότητα ουσίας που σχηματίζεται πρακτικά ποσότητα ουσίας που θα σχηματίζονταν θεωρητικά Αναμενόμενη ποσότητα ΗΙ: 20mol ή 80% 16 4 0.8 20 5 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 8 4 0.8 10 5
Απόδοση αντίδρασης (mol) H 2 (g) + Cl 2 (g) Παράδειγμα 2 ο αρχ. 20 10 0 αντ. -9-9 παραγ. +18 Χ.Ι. 11 1 18 2HCl(g) Αναμενόμενη ποσότητα ΗCl: 20mol - (το Η 2 είναι σε περίσσεια) υπολογισμός απόδοσης με βάση τα προϊόντα α= mol HCl πρακτικά 18 9 0.9 ή 90% mol HCl θεωρητικά 20 10 υπολογισμός απόδοσης βάση το αντιδρών που βρίσκεται σε έλλειμμα με α= mol Cl 2 πρακτικά mol Cl 2 θεωρητικά 9 0.9 ή 90% 10
Απόδοση αντίδρασης (mol) N 2 (g) + 3H 2 (g) Παράδειγμα 3 ο αρχ. 4 20 0 αντ. -3-9 παραγ. +6 Χ.Ι. 1 11 +6 2NH 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 6 3 0.75 ή 75% 8 4 υπολογισμός απόδοσης βάση το αντιδρών που βρίσκεται σε έλλειμμα με α= mol N 2 πρακτικά mol N 2 θεωρητικά 3 0.75 ή 75% 4
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.
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
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
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
Πίεση (όγκος) και χημική ισορροπία A 2 + 2B 2 2AB 2
Πίεση (όγκος) και χημική ισορροπία A + B 2C
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
Θερμοκρασία και χημική ισορροπία 2CO 2 2CO + O 2 ΔΗ ΔΗ>0