reversibilitas reaksi kimia. Kesetimbangan kimia
Reaksi kimia reversibel dan ireversibel. keseimbangan kimia. Pergeseran kesetimbangan di bawah pengaruh berbagai faktor
Kesetimbangan kimia
Reaksi kimia yang berlangsung dalam arah yang sama disebut tidak dapat diubah.
Sebagian besar proses kimia adalah reversibel. Ini berarti bahwa dalam kondisi yang sama, reaksi maju dan mundur terjadi (terutama jika kita sedang berbicara tentang sistem tertutup).
Misalnya:
a) reaksi
$CaCO_3(→)↖(t)CaO+CO_2$
dalam sistem terbuka tidak dapat diubah;
b) reaksi yang sama
$CaCO_3⇄CaO+CO_2$
dalam sistem tertutup bersifat reversibel.
Mari kita perhatikan lebih detail proses yang terjadi selama reaksi reversibel, misalnya untuk reaksi bersyarat:
Berdasarkan hukum aksi massa, laju reaksi langsung
$(υ)↖(→)=k_(1) C_(A)^(α) C_(B)^(β)$
Karena konsentrasi zat $A$ dan $B$ menurun seiring waktu, laju reaksi langsung juga menurun.
Munculnya produk reaksi berarti kemungkinan reaksi balik, dan seiring waktu, konsentrasi zat $C$ dan $D$ meningkat, yang berarti laju reaksi balik juga meningkat:
$(υ)↖(→)=k_(2) C_(C)^(γ) C_(D)^(δ)$
Cepat atau lambat, suatu keadaan akan tercapai di mana laju reaksi maju dan mundur akan menjadi sama
${υ}↖{→}={υ}↖{←}$
Keadaan sistem di mana laju reaksi maju sama dengan laju reaksi balik disebut kesetimbangan kimia.
Dalam hal ini, konsentrasi reaktan dan produk reaksi tetap tidak berubah. Mereka disebut konsentrasi kesetimbangan. Secara makro, tampaknya secara umum tidak ada yang berubah. Namun nyatanya, proses langsung dan sebaliknya terus berjalan, namun dengan kecepatan yang sama. Oleh karena itu, kesetimbangan dalam sistem ini disebut seluler Dan dinamis.
konstanta kesetimbangan
Mari kita tunjukkan konsentrasi kesetimbangan zat $[A], [B], [C], [D]$.
Kemudian sejak $(υ)↖(→)=(υ)↖(←), k_(1) [A]^(α) [B]^(β)=k_(2) [C]^ (γ) [ D]^(δ)$, dari mana
$([C]^(γ) [D]^(δ))/([A]^(α) [B]^(β))=(k_1)/(k_2)=K_(sama dengan) $
di mana $γ, δ, α, β$ adalah eksponen yang sama dengan koefisien dalam reaksi reversibel; $K_(sama dengan)$ adalah konstanta kesetimbangan kimia.
Ekspresi yang dihasilkan menggambarkan keadaan kesetimbangan secara kuantitatif dan merupakan ekspresi matematis dari hukum aksi massa untuk sistem kesetimbangan.
Pada suhu konstan, konstanta kesetimbangan adalah nilai konstanta untuk reaksi reversibel yang diberikan. Ini menunjukkan rasio antara konsentrasi produk reaksi (pembilang) dan bahan awal (penyebut), yang ditetapkan pada kesetimbangan.
Konstanta kesetimbangan dihitung dari data eksperimen dengan menentukan konsentrasi kesetimbangan zat awal dan produk reaksi pada suhu tertentu.
Nilai konstanta kesetimbangan mencirikan hasil produk reaksi, kelengkapan jalurnya. Jika $K_(sama dengan) >> 1$ diperoleh, ini berarti bahwa pada kesetimbangan $[C]^(γ) [D]^(δ) >> [A]^(α) [B]^( β)$ , yaitu, konsentrasi produk reaksi mendominasi konsentrasi zat awal, dan hasil produk reaksi besar.
Untuk $K_(sama dengan)
$CH_3COOC_2H_5+H_2O⇄CH_3COOH+C_2H_5OH$
konstanta kesetimbangan
$K_(sama dengan)=( )/( )$
pada $20°С$ memiliki nilai $0,28$ (yaitu kurang dari $1$). Ini berarti bahwa sebagian besar ester tidak terhidrolisis.
Dalam kasus reaksi heterogen, pernyataan tetapan kesetimbangan mencakup konsentrasi hanya zat-zat yang berada dalam fase gas atau cair. Misalnya untuk reaksi
konstanta kesetimbangan dinyatakan sebagai berikut:
$K_(sama dengan)=(^2)/()$
Nilai konstanta kesetimbangan tergantung pada sifat reaktan dan suhu.
Konstanta tidak bergantung pada keberadaan katalis, karena ia mengubah energi aktivasi reaksi maju dan mundur dengan jumlah yang sama. Katalis hanya dapat mempercepat terjadinya kesetimbangan tanpa mempengaruhi nilai tetapan kesetimbangan.
Pergeseran kesetimbangan di bawah pengaruh berbagai faktor
Keadaan kesetimbangan dipertahankan untuk waktu yang lama di bawah kondisi eksternal yang konstan: suhu, konsentrasi zat awal, tekanan (jika gas terlibat atau terbentuk dalam reaksi).
Dengan mengubah kondisi ini, dimungkinkan untuk mentransfer sistem dari satu keadaan kesetimbangan ke keadaan lain, sesuai dengan kondisi baru. Transisi seperti itu disebut pemindahan atau pergeseran keseimbangan.
Pertimbangkan berbagai cara untuk menggeser kesetimbangan menggunakan contoh reaksi interaksi nitrogen dan hidrogen dengan pembentukan amonia:
$N_2+3H_2⇄2HN_3+Q$
$K_(sama dengan)=(^2)/( ^3)$
Efek perubahan konsentrasi zat
Ketika nitrogen $N_2$ dan hidrogen $H_2$ ditambahkan ke campuran reaksi, konsentrasi gas-gas ini meningkat, yang berarti laju reaksi langsung meningkat. Kesetimbangan bergeser ke kanan, menuju produk reaksi, yaitu menuju amonia $NH_3$.
Kesimpulan yang sama dapat ditarik dengan menganalisis ekspresi konstanta kesetimbangan. Dengan peningkatan konsentrasi nitrogen dan hidrogen, penyebutnya meningkat, dan karena $K_(sama dengan)$ adalah nilai konstan, pembilang harus meningkat. Jadi, jumlah produk reaksi $NH_3$ akan meningkat dalam campuran reaksi.
Peningkatan konsentrasi produk reaksi amonia $NH_3$ akan menggeser kesetimbangan ke kiri, menuju pembentukan zat awal. Kesimpulan ini dapat ditarik atas dasar penalaran serupa.
Efek perubahan tekanan
Perubahan tekanan hanya mempengaruhi sistem di mana setidaknya salah satu zat berada dalam keadaan gas. Saat tekanan meningkat, volume gas berkurang, yang berarti konsentrasinya meningkat.
Asumsikan bahwa tekanan dalam sistem tertutup dinaikkan, misalnya, sebesar $2$ kali. Ini berarti bahwa konsentrasi semua zat gas ($N_2, H_2, NH_3$) dalam reaksi yang kita pertimbangkan akan meningkat sebesar $2$ kali. Dalam hal ini, pembilang dalam ekspresi untuk $K_(sama dengan)$ akan bertambah 4 kali, dan penyebutnya - sebesar $16$ kali, mis. keseimbangan akan terganggu. Untuk mengembalikannya, konsentrasi amoniak harus meningkat dan konsentrasi nitrogen dan hidrogen harus diturunkan. Keseimbangan akan bergeser ke kanan. Perubahan tekanan praktis tidak berpengaruh pada volume benda cair dan padat, mis. tidak mengubah konsentrasinya. Oleh karena itu, keadaan kesetimbangan reaksi kimia di mana gas tidak berpartisipasi tidak tergantung pada tekanan.
Pengaruh perubahan suhu
Dengan meningkatnya suhu, seperti yang Anda ketahui, laju semua reaksi (ekso- dan endotermik) meningkat. Selain itu, peningkatan suhu memiliki efek yang lebih besar pada laju reaksi yang memiliki energi aktivasi besar, dan karenanya bersifat endotermik.
Dengan demikian, laju reaksi balik (endotermik dalam contoh kita) meningkat lebih dari laju reaksi maju. Kesetimbangan akan bergeser ke arah proses, disertai dengan penyerapan energi.
Arah pergeseran kesetimbangan dapat diprediksi dengan menggunakan prinsip Le Chatelier (1884):
Jika pengaruh eksternal diberikan pada sistem dalam kesetimbangan (konsentrasi, tekanan, perubahan suhu), maka kesetimbangan bergeser ke arah yang melemahkan pengaruh ini.
Mari kita menarik kesimpulan:
- dengan peningkatan konsentrasi reaktan, kesetimbangan kimia sistem bergeser ke arah pembentukan produk reaksi;
- dengan peningkatan konsentrasi produk reaksi, kesetimbangan kimia sistem bergeser ke arah pembentukan zat awal;
- dengan meningkatnya tekanan, kesetimbangan kimia sistem bergeser ke arah reaksi di mana volume zat gas yang terbentuk lebih sedikit;
- saat suhu naik, kesetimbangan kimiawi sistem bergeser ke arah reaksi endotermik;
- ketika suhu turun - ke arah proses eksotermik.
Prinsip Le Chatelier berlaku tidak hanya untuk reaksi kimia, tetapi juga untuk banyak proses lainnya: penguapan, kondensasi, peleburan, kristalisasi, dll. Dalam produksi produk kimia yang paling penting, prinsip Le Chatelier dan perhitungan yang timbul dari hukum aksi massa memungkinkan untuk menemukan kondisi seperti itu untuk melakukan proses kimia yang memberikan hasil maksimum dari zat yang diinginkan.
pelatihan ulang tenaga pendidik.
Departemen Ilmu Pengetahuan Alam
Topik: “Reaksi reversibel dan ireversibel.
keseimbangan kimia. prinsip Le Chatelier.
Pekerjaan telah selesai:
Kelompok pendengar X - 1
guru kimia, sekolah menengah №6
Dimitrovgrad
wilayah Ulyanovsk
Lepikhova Tatyana Vasilievna
Penasihat ilmiah:
kepala Departemen
ilmu pengetahuan Alam
Akhmetov Marat Anvarovich
Ulyanovsk 2009
Reaksi kimia reversibel dan ireversibel.
keseimbangan kimia.
prinsip Le Chatelier.
Tujuan pekerjaan: 1) Studi tentang ciri-ciri dan pola jalannya reaksi kimia, sebagai kelanjutan pembentukan gagasan tentang berbagai jenis reaksi kimia berdasarkan reversibilitas.
2) Generalisasi dan konkretisasi pengetahuan tentang hukum reaksi kimia, pembentukan keterampilan dan kemampuan untuk menentukan, menjelaskan ciri-ciri dan kondisi yang dihasilkan yang diperlukan untuk terjadinya suatu reaksi tertentu. 3) Memperluas dan memperdalam pengetahuan tentang ragam proses kimia, mengajarkan siswa untuk membandingkan, menganalisis, menjelaskan, menarik kesimpulan dan generalisasi. 4) Pertimbangkan bagian ilmu kimia ini sebagai yang paling penting dalam aspek terapan dan pertimbangkan konsep kesetimbangan kimia sebagai kasus khusus dari hukum tunggal kesetimbangan alami, keinginan untuk kompensasi, stabilitas kesetimbangan dalam kesatuan dengan bentuk utama tentang keberadaan materi, gerak, dinamika.
Tugas.
Pertimbangkan topik: "Reaksi reversibel dan ireversibel" di contoh konkret, menggunakan gagasan sebelumnya tentang laju reaksi kimia.
Lanjutkan mempelajari ciri-ciri reaksi kimia reversibel dan pembentukan gagasan tentang kesetimbangan kimia sebagai keadaan dinamis dari sistem yang bereaksi.
Untuk mempelajari prinsip-prinsip pergeseran kesetimbangan kimia dan mengajar siswa untuk menentukan kondisi pergeseran kesetimbangan kimia.
Memberi siswa gambaran tentang pentingnya topik ini tidak hanya untuk produksi bahan kimia, tetapi juga untuk fungsi normal organisme hidup dan alam secara keseluruhan.
Perkenalan
Di alam, dalam organisme makhluk hidup, dalam proses aktivitas fisiologis manusia, dalam tindakannya menciptakan kondisi tingkat yang berbeda: rumah tangga, pertahanan, industri, teknis, lingkungan, dan lainnya - ribuan, jutaan reaksi yang sangat berbeda terjadi atau dilakukan, yang dapat dipertimbangkan dari poin yang berbeda visi dan klasifikasi. Kami akan mempertimbangkan reaksi kimia dalam hal reversibilitas dan ireversibilitasnya.
Sulit untuk melebih-lebihkan pentingnya konsep-konsep ini: selama ada orang yang berpikir, pemikiran manusia tentang reversibilitas dan ireversibilitas proses yang terjadi di tubuhnya berdetak sebanyak itu, masalah abadi tentang perpanjangan hidup manusia, masalah konsekuensi hidupnya yang tidak dapat diubah, sikap sembrono terhadap alam.
Saya ingin mempertimbangkan konsep reversibilitas dan ireversibilitas reaksi kimia, konsep kesetimbangan kimia dan kondisi pergeserannya ke arah yang "berguna". Memperkenalkan landasan teori dengan verifikasi selanjutnya, pemeriksaan diri pengetahuan tentang topik ini, menggunakan pengujian berbagai tipologi. Saya kira "telah menempuh jalan" dari yang sederhana menjadi lebih tugas yang sulit, siswa akan memiliki pengetahuan yang jelas dan baik tidak hanya tentang topik ini, tetapi juga akan memperdalam pengetahuan kimia mereka.
Reaksi kimia adalah fenomena di mana satu (atau satu) zat diubah menjadi zat lain, buktinya adalah perubahan yang terlihat dan tidak terlihat. Terlihat: perubahan warna, bau, rasa, pengendapan, perubahan warna indikator, penyerapan dan pelepasan panas. Tidak terlihat: Perubahan komposisi suatu zat yang dapat ditentukan dengan menggunakan reaksi kualitatif dan analitik. Semua reaksi ini dapat dibagi menjadi dua jenis: reaksi reversibel dan ireversibel.
reaksi ireversibel. Reaksi yang berlangsung hanya dalam satu arah dan diakhiri dengan konversi lengkap dari reaktan awal menjadi zat akhir disebut tidak dapat diubah.
Contoh dari reaksi tersebut adalah penguraian kalium klorat (garam bertolet) saat dipanaskan:
2KClO 3 \u003d 2KCl + 3O 2
Reaksi akan berhenti ketika semua kalium klorat telah diubah menjadi kalium klorida dan oksigen. Tidak banyak reaksi yang tidak dapat diubah.
Jika larutan asam dan basa dikeringkan, garam dan air terbentuk, misalnya,
HCl + NaOH \u003d NaCl + H 2 O, dan jika zat diambil dalam proporsi yang tepat, larutan memiliki reaksi netral dan bahkan tidak ada jejak asam klorida dan natrium hidroksida yang tersisa di dalamnya. Jika Anda mencoba melakukan reaksi dalam larutan antara zat yang terbentuk - natrium klorida dan air, maka tidak akan ditemukan perubahan. Dalam kasus seperti itu, dikatakan bahwa reaksi asam dengan basa tidak dapat diubah, yaitu. tidak ada reaksi balik. Sangat banyak reaksi yang praktis tidak dapat diubah pada suhu kamar, misalnya,
H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl, 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O, dst.
reaksi reversibel. Reaksi reversibel adalah reaksi yang secara bersamaan berlangsung dalam dua arah yang saling berlawanan.
Sebagian besar reaksi bersifat reversibel. Dalam persamaan reaksi reversibel, dua panah yang menunjuk ke arah yang berlawanan ditempatkan di antara bagian kiri dan kanan. Contoh dari reaksi tersebut adalah sintesis amonia dari hidrogen dan nitrogen:
,
∆H = -46,2 kJ/mol
Dalam rekayasa, reaksi reversibel umumnya tidak menguntungkan. Oleh karena itu, berbagai metode (perubahan suhu, tekanan, dll.) Membuatnya praktis tidak dapat diubah.
Irreversible adalah reaksi tersebut, selama yang:
1) produk yang dihasilkan meninggalkan bidang reaksi - mereka mengendap dalam bentuk endapan, dilepaskan dalam bentuk gas, misalnya
ВаСl 2 + Н 2 SO 4 = ВаSO 4 ↓ + 2НCl
Na 2 CO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + CO 2 ↓ + H 2 O
2) senyawa yang sedikit terdisosiasi terbentuk, misalnya air:
Hcl + NaOH \u003d H 2 O + NaCl
3) reaksi disertai dengan pelepasan energi yang besar, misalnya pembakaran magnesium
Mg + 1/2 O 2 \u003d MgO, ∆H \u003d -602,5 kJ / mol
Dalam persamaan reaksi ireversibel, tanda sama dengan atau panah ditempatkan di antara bagian kiri dan kanan.
Banyak reaksi sudah reversibel dalam kondisi biasa, yang berarti bahwa reaksi sebaliknya berlangsung sampai batas tertentu. Misalnya, jika Anda mencoba menetralkan dengan alkali larutan encer dari asam hipoklorat yang sangat lemah, ternyata reaksi netralisasi tidak berakhir dan larutan tersebut memiliki lingkungan yang sangat basa. Ini berarti bahwa reaksi HClO + NaOH NaClO + H 2 O bersifat bolak-balik, yaitu produk dari reaksi ini, bereaksi satu sama lain, sebagian masuk ke senyawa awal. Akibatnya, larutan tersebut memiliki reaksi basa. Reaksi pembentukan ester bersifat reversibel (reaksi sebaliknya disebut saponifikasi): RCOOH + R "OH RCOOR" + H 2 O, banyak proses lainnya.
Seperti banyak konsep lain dalam kimia, konsep reversibilitas sebagian besar bersifat arbitrer. Biasanya, suatu reaksi dianggap tidak dapat diubah, setelah itu konsentrasi zat awal sangat rendah sehingga tidak dapat dideteksi (tentu saja, ini tergantung pada sensitivitas metode analisis). Ketika kondisi eksternal berubah (terutama suhu dan tekanan), reaksi ireversibel dapat menjadi reversibel dan sebaliknya. Jadi, pada tekanan atmosfer dan suhu di bawah 1000 ° C, reaksi 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O masih dapat dianggap tidak dapat diubah, sedangkan pada suhu 2500 ° C ke atas, air terdisosiasi menjadi hidrogen dan oksigen sekitar 4 %, dan pada suhu 3000 ° С - sudah sebesar 20%.
Di akhir abad ke-19 Ahli kimia fisika Jerman Max Bodenstein (1871–1942) mempelajari secara rinci proses pembentukan dan disosiasi termal hidrogen yodium: H 2 + I 2 2HI. Dengan mengubah suhu, ia dapat mencapai aliran utama hanya untuk reaksi maju atau hanya reaksi balik, tetapi dalam kasus umum, kedua reaksi berjalan secara bersamaan dalam arah yang berlawanan. Ada banyak contoh seperti itu. Salah satu yang paling terkenal adalah reaksi sintesis amoniak 3H 2 + N 2 2NH 3; banyak reaksi lain juga reversibel, misalnya oksidasi sulfur dioksida 2SO 2 + O 2 2SO 3 , reaksi asam organik dengan alkohol, dll.
Suatu reaksi disebut reversibel jika arahnya tergantung pada konsentrasi zat yang berpartisipasi dalam reaksi. Misalnya, dalam kasus reaksi katalitik heterogen N2 + 3H2 = 2NH3 (1), pada konsentrasi amonia yang rendah dalam air gas dan konsentrasi nitrogen dan hidrogen yang tinggi, amonia terbentuk; sebaliknya, pada konsentrasi amonia yang tinggi, ia terurai, reaksinya berlawanan arah. Setelah menyelesaikan reaksi reversibel, yaitu setelah mencapai kesetimbangan kimia, sistem mengandung bahan awal dan produk reaksi. Reaksi disebut ireversibel jika hanya dapat terjadi dalam satu arah dan diakhiri dengan transformasi lengkap zat awal menjadi produk; contohnya adalah dekomposisi bahan peledak. Reaksi yang sama, tergantung pada kondisi (suhu, tekanan), pada dasarnya dapat dibalik atau praktis tidak dapat diubah. Reaksi reversibel (satu tahap) sederhana terdiri dari dua reaksi elementer yang terjadi secara bersamaan, yang berbeda satu sama lain hanya dalam arah transformasi kimia. Arah reaksi akhir yang dapat diakses dengan pengamatan langsung ditentukan oleh reaksi timbal balik mana yang memiliki kecepatan lebih tinggi. Sebagai contoh, reaksi sederhana N2O4 Û 2NO2 (2) terdiri dari reaksi elementer N2O4?2NO2 dan 2NO2?N2O4. M.I. Tyomkin.
KESEIMBANGAN KIMIA.
Kesetimbangan kimia- keadaan sistem di mana laju reaksi maju (V 1) sama dengan laju reaksi balik (V 2). Dalam kesetimbangan kimia, konsentrasi zat tetap tidak berubah. Kesetimbangan kimia bersifat dinamis: reaksi maju dan mundur tidak berhenti pada kesetimbangan.
Keadaan kesetimbangan kimia secara kuantitatif dicirikan oleh konstanta kesetimbangan, yang merupakan rasio konstanta reaksi langsung (K 1) dan reaksi balik (K 2).
Untuk reaksi mA + nB pC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah
K = K 1 / K 2 = ([C] p [D] d) / ([A] m [B] n)
Konstanta kesetimbangan tergantung pada suhu dan sifat reaktan. Semakin besar konstanta kesetimbangan, semakin banyak kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan produk reaksi langsung. Dalam keadaan setimbang, molekul tidak berhenti mengalami tumbukan, dan interaksi di antara keduanya tidak berhenti, tetapi konsentrasi zat tetap konstan. Konsentrasi ini disebut kesetimbangan.
|
konsentrasi kesetimbangan- konsentrasi suatu zat yang berpartisipasi dalam reaksi kimia reversibel yang telah mencapai keadaan kesetimbangan. |
Konsentrasi kesetimbangan ditunjukkan oleh rumus zat, diambil dalam tanda kurung siku, misalnya:
Dengan kesetimbangan (H 2) \u003d atau R kesetimbangan (HI) = .
Seperti konsentrasi lainnya, konsentrasi kesetimbangan diukur dalam mol per liter.
Jika kita telah mengambil konsentrasi lain dari zat awal dalam contoh yang telah kita pertimbangkan, maka setelah mencapai kesetimbangan kita akan memperoleh nilai lain dari konsentrasi kesetimbangan. Nilai-nilai baru ini (dilambangkan dengan tanda bintang) akan terkait dengan yang lama sebagai berikut:
.
Secara umum, untuk reaksi reversibel
A A+ B B D D+ F F
dalam keadaan setimbang pada suhu konstan, hubungannya diamati
Rasio ini disebut hukum aksi massa, yang dirumuskan sebagai berikut:
pada suhu konstan, rasio produk konsentrasi kesetimbangan dari produk reaksi, diambil dengan kekuatan yang sama dengan koefisiennya, dengan produk dari konsentrasi kesetimbangan zat awal, diambil dengan kekuatan yang sama dengan koefisiennya, adalah konstanta nilai.
Nilai konstan ( KE DENGAN) disebut konstanta kesetimbangan reaksi ini. Indeks "c" dalam penunjukan besaran ini menunjukkan bahwa konsentrasi digunakan untuk menghitung konstanta.
Jika konstanta kesetimbangan besar, maka kesetimbangan bergeser ke arah produk reaksi langsung, jika kecil, maka ke arah bahan awal. Jika konstanta kesetimbangan sangat besar, maka mereka mengatakan bahwa reaksi " praktis tidak dapat diubah, jika tetapan kesetimbangan sangat kecil, maka reaksinya " praktis tidak berhasil."
Konstanta kesetimbangan - untuk setiap reaksi reversibel, nilainya konstan hanya pada suhu konstan. Untuk reaksi yang sama pada suhu yang berbeda, konstanta kesetimbangan mengambil nilai yang berbeda.
Ungkapan hukum aksi massa di atas hanya berlaku untuk reaksi yang semua pesertanya adalah gas atau zat terlarut. Dalam kasus lain, persamaan konstanta kesetimbangan agak berubah.
Misalnya, dalam reaksi reversibel yang berlangsung pada suhu tinggi
C (gr) + CO 2 2CO (g)
grafit keras C (gr) terlibat. Secara formal, dengan menggunakan hukum aksi massa, kami menulis ekspresi untuk konstanta kesetimbangan reaksi ini, yang menunjukkannya KE":
Grafit padat yang terletak di bagian bawah reaktor hanya bereaksi dari permukaan, dan "konsentrasinya" tidak bergantung pada massa grafit dan konstan untuk setiap rasio zat dalam campuran gas.
Kalikan sisi kanan dan kiri persamaan dengan konstanta ini:
Nilai yang dihasilkan adalah konstanta kesetimbangan dari reaksi ini:
Demikian pula, untuk kesetimbangan reaksi reversibel lain yang juga terjadi pada suhu tinggi,
CaCO 3 (cr) CaO (cr) + CO 2 (g),
kita mendapatkan konstanta kesetimbangan
KE DENGAN = .
Dalam hal ini, itu hanya sama dengan konsentrasi kesetimbangan karbon dioksida.
Dari sudut pandang metrologi, konstanta kesetimbangan bukanlah kuantitas fisik tunggal. Ini adalah sekelompok besaran dengan satuan pengukuran yang berbeda, bergantung pada ekspresi spesifik konstanta melalui konsentrasi kesetimbangan. Misalnya, untuk reaksi reversibel grafit dengan karbon dioksida [ K C] = 1 mol/l, tetapan kesetimbangan reaksi dekomposisi termal kalsium karbonat memiliki satuan pengukuran yang sama, dan tetapan kesetimbangan reaksi sintesis hidrogen yodium adalah nilai tak berdimensi. Secara umum [ K C] = 1 (mol/l) N .
Pergeseran kesetimbangan kimia. prinsip Le Chatelier
Perpindahan suatu sistem kimia kesetimbangan dari satu keadaan kesetimbangan ke keadaan kesetimbangan lainnya disebut pergeseran (shift) kesetimbangan kimia, yang dilakukan dengan mengubah parameter termodinamika sistem - suhu, konsentrasi, tekanan Ketika kesetimbangan digeser ke arah depan, peningkatan hasil produk tercapai, dan ketika digeser ke arah yang berlawanan, penurunan dalam tingkat konversi reagen. Keduanya dapat berguna dalam teknik kimia. Karena hampir semua reaksi dapat dibalik sampai batas tertentu, dua masalah muncul dalam praktik industri dan laboratorium: bagaimana mendapatkan produk dari reaksi "berguna" dengan hasil maksimum dan bagaimana mengurangi hasil produk dari reaksi "berbahaya". Dalam kedua kasus, menjadi perlu untuk menggeser kesetimbangan baik ke arah produk reaksi, atau ke arah bahan awal. Untuk mempelajari cara melakukan ini, Anda perlu mengetahui apa yang menentukan posisi kesetimbangan dari setiap reaksi yang dapat dibalik.
Posisi kesetimbangan tergantung pada:
1) pada nilai konstanta kesetimbangan (yaitu, pada sifat reaktan dan suhu),
2) pada konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi dan
3) pada tekanan (untuk sistem gas sebanding dengan konsentrasi zat).
Untuk penilaian kualitatif pengaruh terhadap kesetimbangan kimiawi dari semua faktor yang sangat berbeda ini, seseorang menggunakan sifat universal yang inheren prinsip Le Chatelier(Ahli kimia fisika dan ahli metalurgi Perancis Henri Louis Le Chatelier merumuskannya pada tahun 1884), yang berlaku untuk semua sistem kesetimbangan, tidak hanya sistem kimia.
Jika suatu sistem dalam kesetimbangan ditindaklanjuti dari luar, maka kesetimbangan dalam sistem akan bergeser ke arah di mana efek ini dikompensasi sebagian.
Sebagai contoh pengaruh pada posisi kesetimbangan dari konsentrasi zat yang berpartisipasi dalam reaksi, pertimbangkan reaksi reversibel untuk memperoleh hidrogen yodium
H 2 (g) + I 2 (g) 2HI (g) .
Menurut hukum aksi massa dalam keadaan setimbang
.
Biarkan kesetimbangan terbentuk dalam reaktor dengan volume 1 liter pada suhu konstan tertentu, di mana konsentrasi semua peserta reaksi adalah sama dan sama dengan 1 mol/l ( = 1 mol/l; = 1 mol /l; = 1 mol/l). Karena itu, pada suhu ini KE DENGAN= 1. Karena volume reaktor adalah 1 liter, N(H 2) \u003d 1 mol, N(I 2) \u003d 1 mol dan N(HI) = 1 mol. Pada waktu t 1, masukkan 1 mol HI lagi ke dalam reaktor, konsentrasinya akan menjadi sama dengan 2 mol/l. Tapi untuk KE DENGAN tetap konstan, konsentrasi hidrogen dan yodium harus meningkat, dan ini hanya mungkin karena penguraian sebagian hidrogen yodium menurut persamaan
2HI (g) \u003d H 2 (g) + I 2 (g).
Biarkan pada saat mencapai keadaan kesetimbangan baru t 2 terurai X mol HI dan, karenanya, tambahan 0,5 X mol H 2 dan I 2 . Konsentrasi kesetimbangan baru peserta reaksi: = (1 + 0,5 X) mol/l; = (1 + 0,5 X) mol/l; = (2 - X) mol/l. Mengganti nilai numerik dari kuantitas ke dalam ekspresi hukum aksi massa, kita mendapatkan persamaannya
Di mana X= 0,667. Oleh karena itu, = 1,333 mol/l; = 1,333 mol/l; = 1,333 mol/l.
Kecepatan reaksi dan keseimbangan.
Biarkan ada reaksi reversibel A + B C + D. Jika kita mengasumsikan bahwa reaksi maju dan mundur berlangsung dalam satu tahap, maka laju reaksi ini akan berbanding lurus dengan konsentrasi reagen: laju reaksi langsung ay 1 = k 1 [A][B], laju reaksi balik ay 2 = k 2 [C][D] (tanda kurung siku menunjukkan konsentrasi molar reagen). Dapat dilihat bahwa selama reaksi langsung berlangsung, konsentrasi zat awal A dan B masing-masing menurun, dan laju reaksi langsung juga menurun. Laju reaksi balik, yang pada saat awal nol (tidak ada produk C dan D), secara bertahap meningkat. Cepat atau lambat, saatnya akan tiba ketika laju reaksi maju dan mundur akan menyamakan. Setelah itu, konsentrasi semua zat - A, B, C dan D tidak berubah terhadap waktu. Ini berarti bahwa reaksi telah mencapai posisi kesetimbangan, dan konsentrasi zat yang tidak berubah terhadap waktu disebut kesetimbangan. Tetapi, tidak seperti kesetimbangan mekanis, di mana semua gerakan berhenti, pada kesetimbangan kimia, kedua reaksi - baik langsung maupun sebaliknya - terus berjalan, tetapi lajunya sama dan oleh karena itu tampaknya tidak ada perubahan yang terjadi dalam sistem. Ada banyak cara untuk membuktikan aliran reaksi maju dan mundur setelah mencapai kesetimbangan. Misalnya, jika sedikit isotop hidrogen - deuterium D 2 dimasukkan ke dalam campuran hidrogen, nitrogen, dan amonia yang berada dalam posisi kesetimbangan, maka analisis sensitif akan segera mendeteksi keberadaan atom deuterium dalam molekul amonia. Begitu pula sebaliknya, jika sedikit amonia NH 2 D yang dideuterasi dimasukkan ke dalam sistem, maka deuterium akan segera muncul pada zat awal berupa molekul HD dan D 2. Eksperimen spektakuler lainnya dilakukan di Fakultas Kimia Universitas Negeri Moskow. Pelat perak ditempatkan dalam larutan perak nitrat, dan tidak ada perubahan yang teramati. Kemudian sejumlah kecil ion perak radioaktif dimasukkan ke dalam larutan, setelah itu pelat perak menjadi radioaktif. Radioaktivitas ini tidak dapat "dihilangkan" baik dengan membilas pelat dengan air atau dengan mencucinya dengan asam klorida. Hanya etsa dengan asam nitrat atau pemrosesan permukaan secara mekanis dengan amplas halus yang membuatnya tidak aktif. Hanya ada satu cara untuk menjelaskan percobaan ini: terjadi pertukaran terus-menerus atom perak antara logam dan larutan, yaitu dalam sistem terdapat reaksi reversibel Ag (tv) - e - \u003d Ag +. Oleh karena itu, penambahan ion radioaktif Ag + ke dalam larutan menyebabkan mereka "tertanam" ke dalam pelat dalam bentuk atom yang netral secara elektrik, tetapi tetap radioaktif. Dengan demikian, tidak hanya reaksi kimia antara gas atau larutan yang berada dalam kesetimbangan, tetapi juga proses pembubaran logam dan pengendapan. Misalnya, zat padat larut paling cepat bila ditempatkan dalam pelarut murni saat sistem jauh dari kesetimbangan, in kasus ini- dari larutan jenuh. Secara bertahap, laju disolusi menurun, dan pada saat yang sama laju proses balik meningkat - transisi suatu zat dari larutan ke endapan kristal. Ketika larutan menjadi jenuh, sistem mencapai keadaan kesetimbangan, sedangkan laju disolusi dan kristalisasi sama, dan massa endapan tidak berubah terhadap waktu. Bagaimana sistem dapat "menangkal" perubahan dalam kondisi eksternal? Jika, misalnya, suhu campuran kesetimbangan dinaikkan dengan pemanasan, sistem itu sendiri tentu saja tidak dapat "melemahkan" pemanasan eksternal, tetapi kesetimbangan di dalamnya digeser sedemikian rupa sehingga memanaskan sistem reaksi ke suhu tertentu. membutuhkan lebih banyak panas daripada dalam kasus kecuali keseimbangan bergeser. Dalam hal ini, kesetimbangan digeser sehingga kalor diserap, yaitu menuju reaksi endoterm. Ini dapat diartikan sebagai "keinginan sistem untuk melemahkan pengaruh luar". Di sisi lain, jika ada jumlah molekul gas yang tidak sama di sisi kiri dan kanan persamaan, maka kesetimbangan dalam sistem seperti itu juga dapat digeser dengan mengubah tekanan. Dengan meningkatnya tekanan, kesetimbangan bergeser ke sisi di mana jumlah molekul gas lebih sedikit (dan dengan cara ini, seolah-olah "menentang" tekanan eksternal). Jika jumlah molekul gas tidak berubah selama reaksi
(H 2 + Br 2 (g) 2HBr, CO + H 2 O (g) CO 2 + H 2), maka tekanan tidak mempengaruhi posisi kesetimbangan. Perlu dicatat bahwa ketika suhu berubah, konstanta kesetimbangan reaksi juga berubah, sedangkan ketika hanya tekanan yang berubah, tetap konstan.
Beberapa contoh penggunaan prinsip Le Chatelier untuk memprediksi pergeseran kesetimbangan kimia. Reaksi 2SO 2 + O 2 2SO 3 (d) bersifat eksotermik. Jika suhu dinaikkan, dekomposisi endoterm SO 3 akan didahulukan dan kesetimbangan akan bergeser ke kiri. Jika suhu diturunkan, kesetimbangan akan bergeser ke kanan. Jadi, campuran SO 2 dan O 2 diambil dengan perbandingan stoikiometri 2: 1 ( cm . stoikiomerisme), pada suhu 400 °C dan tekanan atmosfir berubah menjadi SO3 dengan rendemen sekitar 95% yaitu keadaan kesetimbangan dalam kondisi ini hampir seluruhnya bergeser ke arah SO 3 . Pada 600°C, campuran kesetimbangan sudah mengandung 76% SO 3 , dan pada 800°C, hanya 25%. Itu sebabnya ketika belerang dibakar di udara, sebagian besar SO 2 dan hanya sekitar 4% SO 3 yang terbentuk. Ini juga mengikuti dari persamaan reaksi bahwa peningkatan tekanan total dalam sistem akan menggeser kesetimbangan ke kanan, dan dengan penurunan tekanan, kesetimbangan akan bergeser ke kiri.
Reaksi abstraksi hidrogen dari sikloheksana dengan pembentukan benzena
C 6 H 12 C 6 H 6 + 3H 2 dilakukan dalam fase gas, juga dengan adanya katalis. Reaksi ini berjalan dengan pengeluaran energi (endoterm), tetapi dengan peningkatan jumlah molekul. Oleh karena itu, pengaruh suhu dan tekanan padanya akan berlawanan langsung dengan yang diamati dalam kasus sintesis amonia. Yaitu: peningkatan konsentrasi kesetimbangan benzena dalam campuran difasilitasi oleh peningkatan suhu dan penurunan tekanan, sehingga reaksi dilakukan di industri pada tekanan rendah (2–3 atm) dan suhu tinggi (450–500 °C). Di sini, peningkatan suhu "sangat menguntungkan": tidak hanya meningkatkan laju reaksi, tetapi juga berkontribusi pada pergeseran kesetimbangan menuju pembentukan produk target. Tentu saja, penurunan tekanan yang lebih besar (misalnya, menjadi 0,1 atm) akan menyebabkan pergeseran kesetimbangan lebih lanjut ke kanan, namun, dalam hal ini, akan ada terlalu sedikit zat di dalam reaktor, dan laju reaksi akan juga menurun, sehingga produktivitas secara keseluruhan tidak akan meningkat, tetapi akan menurun. Contoh ini sekali lagi menunjukkan bahwa sintesis industri yang dibenarkan secara ekonomi adalah manuver yang berhasil antara Scylla dan Charybdis.
Prinsip Le Chatelier "bekerja" dalam apa yang disebut siklus halogen, yang digunakan untuk memproduksi titanium, nikel, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, dan logam dengan kemurnian tinggi lainnya. Reaksi logam dengan halogen, misalnya Ti + 2I 2 TiI 4, berlangsung dengan pelepasan panas, dan oleh karena itu, dengan naiknya suhu, kesetimbangan bergeser ke kiri. Jadi, pada 600°C, titanium dengan mudah membentuk iodida yang mudah menguap (kesetimbangan bergeser ke kanan), dan pada 110°C, iodida terurai (kesetimbangan bergeser ke kiri) dengan pelepasan logam yang sangat murni. Siklus seperti itu juga bekerja pada lampu halogen, di mana tungsten menguap dari spiral dan menetap di dinding yang lebih dingin membentuk senyawa volatil dengan halogen, yang terurai lagi pada spiral panas, dan tungsten dipindahkan ke tempat asalnya.
Selain mengubah suhu dan tekanan, ada cara lain yang efektif untuk mempengaruhi posisi kesetimbangan. Bayangkan itu dari campuran kesetimbangan
A + B C + D zat apapun diekskresikan. Sesuai dengan prinsip Le Chatelier, sistem akan segera "merespons" dampak seperti itu: kesetimbangan akan mulai bergeser sedemikian rupa untuk mengkompensasi hilangnya zat tertentu. Misalnya, jika zat C atau D (atau keduanya sekaligus) dikeluarkan dari zona reaksi, kesetimbangan akan bergeser ke kanan, dan jika zat A atau B dihilangkan, kesetimbangan akan bergeser ke kiri. Pengenalan zat apa pun ke dalam sistem juga akan menggeser kesetimbangan, tetapi ke arah lain.
Zat dapat dihilangkan dari zona reaksi cara yang berbeda. Misalnya, jika ada belerang dioksida dalam bejana tertutup rapat dengan air, kesetimbangan akan terbentuk antara belerang dioksida gas, terlarut dan bereaksi:
O 2 (g) SO 2 (p) + H 2 O H 2 SO 3. Jika bejana dibuka, belerang dioksida secara bertahap akan mulai menguap dan tidak lagi dapat berpartisipasi dalam proses - kesetimbangan akan mulai bergeser ke kiri, hingga asam belerang terurai sepenuhnya. Proses serupa dapat diamati setiap kali Anda membuka botol limun atau air mineral: keseimbangan CO 2 (g) CO 2 (p) + H 2 OH 2 CO 3 bergeser ke kiri saat CO 2 menguap.
Penghapusan reagen dari sistem dimungkinkan tidak hanya dengan pembentukan zat gas, tetapi juga dengan mengikat satu atau reagen lainnya dengan pembentukan senyawa yang tidak larut yang mengendap. Misalnya, jika kelebihan garam kalsium dimasukkan ke dalam larutan berair CO 2, maka ion Ca 2+ akan membentuk endapan CaCO 3, bereaksi dengan asam karbonat; kesetimbangan CO 2 (p) + H 2 OH 2 CO 3 akan bergeser ke kanan sampai tidak ada gas terlarut yang tersisa di dalam air.
Kesetimbangan juga dapat digeser dengan menambahkan reagen. Jadi, ketika larutan encer FeCl 3 dan KSCN dikeringkan, warna jingga kemerahan muncul akibat pembentukan besi tiosianat (tiosianat):
FeCl 3 + 3KSCN Fe(SCN) 3 + 3KCl. Jika ditambahkan FeCl 3 atau KSCN tambahan ke dalam larutan, warna larutan akan meningkat, yang menandakan pergeseran kesetimbangan ke kanan (seolah-olah melemahkan pengaruh eksternal). Namun, jika kelebihan KCl ditambahkan ke larutan, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri dengan penurunan warna menjadi kuning muda.
Dalam perumusan prinsip Le Chatelier, tidak sia-sia diindikasikan bahwa hasil pengaruh eksternal hanya dapat diprediksi untuk sistem yang berada dalam kesetimbangan. Jika indikasi ini diabaikan, mudah untuk sampai pada kesimpulan yang sepenuhnya salah. Sebagai contoh, diketahui bahwa alkali padat (KOH, NaOH) larut dalam air dengan pelepasan panas dalam jumlah besar - larutan memanas hampir sama seperti ketika asam sulfat pekat dicampur dengan air. Jika kita lupa bahwa prinsip ini hanya berlaku untuk sistem kesetimbangan, kita dapat membuat kesimpulan yang salah bahwa dengan naiknya suhu, kelarutan KOH dalam air akan berkurang, karena justru pergeseran kesetimbangan antara endapan dan larutan jenuh inilah yang mengarah pada "melemahnya pengaruh eksternal." Namun, proses pelarutan KOH dalam air sama sekali tidak seimbang, karena alkali anhidrat terlibat di dalamnya, sedangkan endapan yang berada dalam kesetimbangan dengan larutan jenuh adalah hidrat KOH (terutama KOH 2H 2 O). Transisi hidrat ini dari endapan ke larutan adalah proses endotermik, yaitu tidak disertai dengan pemanasan, tetapi dengan pendinginan larutan, sehingga prinsip Le Chatelier untuk proses kesetimbangan juga terpenuhi dalam kasus ini. Dengan cara yang sama, ketika garam anhidrat - CaCl 2, CuSO 4, dll. Dilarutkan dalam air, larutan memanas, dan ketika kristal menghidrasi CuSO 4 5H 2 O, CaCl 2 6H 2 O larut, ia mendingin.
Contoh lain yang menarik dan instruktif dari penyalahgunaan prinsip Le Chatelier dapat ditemukan di buku teks dan literatur populer. Jika campuran kesetimbangan antara nitrogen dioksida NO 2 berwarna coklat dan tetroksida N 2 O 4 yang tidak berwarna ditempatkan dalam jarum suntik gas transparan, dan kemudian gas tersebut dengan cepat dikompresi dengan piston, intensitas warna akan segera meningkat, dan setelah beberapa saat (puluhan detik) itu akan melemah lagi, meskipun tidak akan mencapai aslinya. Pengalaman ini biasanya dijelaskan sebagai berikut. Kompresi yang cepat dari campuran menghasilkan peningkatan tekanan dan konsentrasi kedua komponen, sehingga campuran menjadi lebih gelap. Tetapi peningkatan tekanan, sesuai dengan prinsip Le Chatelier, menggeser kesetimbangan dalam sistem 2NO 2 N 2 O 4 menuju N 2 O 4 yang tidak berwarna (jumlah molekul berkurang), sehingga campuran secara bertahap menjadi cerah, mendekati yang baru. posisi kesetimbangan, yang sesuai dengan peningkatan tekanan.
Kekeliruan penjelasan ini mengikuti fakta bahwa kedua reaksi - disosiasi N 2 O 4 dan dimerisasi NO 2 - terjadi sangat cepat, sehingga kesetimbangan tetap dalam sepersejuta detik, jadi tidak mungkin untuk mendorong piston terlalu cepat sehingga mengganggu kesetimbangan. Pengalaman ini dijelaskan secara berbeda: kompresi gas menyebabkan peningkatan suhu yang signifikan (setiap orang yang pernah memompa ban dengan pompa sepeda pasti mengetahui fenomena ini). Dan sesuai dengan prinsip Le Chatelier yang sama, kesetimbangan langsung bergeser ke arah reaksi endotermik yang terjadi dengan penyerapan panas, yaitu. menuju disosiasi N 2 O 4 - campuran menjadi gelap. Kemudian gas dalam semprit perlahan mendingin hingga suhu kamar, dan kesetimbangan bergeser lagi ke arah tetroksida - campuran menjadi lebih cerah.
Prinsip Le Chatelier bekerja dengan baik dalam kasus yang tidak ada hubungannya dengan kimia. Dalam perekonomian yang berfungsi normal, jumlah total uang yang beredar berada dalam keseimbangan dengan barang-barang yang dapat dibeli dengan uang tersebut. Apa yang terjadi jika “pengaruh luar” adalah keinginan pemerintah untuk mencetak lebih banyak uang untuk membayar utang? Sesuai dengan prinsip Le Chatelier, keseimbangan antara komoditas dan uang akan digeser sedemikian rupa untuk melemahkan kesenangan warga negara dari memiliki lebih banyak uang. Yakni, harga barang dan jasa akan naik, dan dengan demikian keseimbangan baru akan tercapai. Contoh lain. Di salah satu kota di AS, diputuskan untuk mengatasi kemacetan lalu lintas yang konstan dengan memperluas jalan raya dan membangun persimpangan. Ini membantu untuk sementara, tetapi kemudian penduduk yang gembira mulai membeli lebih banyak mobil, sehingga kemacetan lalu lintas segera muncul kembali—tetapi dengan “posisi keseimbangan” baru antara jalan dan lebih banyak mobil.
Jadi, kami akan menarik kesimpulan utama tentang metode pergeseran kesetimbangan kimia.
prinsip Le Chatelier. Jika pengaruh eksternal dibuat pada sistem dalam kesetimbangan (konsentrasi, suhu, perubahan tekanan), maka itu mendukung aliran salah satu dari dua reaksi berlawanan yang melemahkan efek ini.
|
V 1 | ||
|
A+B |
|
DI DALAM |
|
V 2 |
1. Tekanan. Peningkatan tekanan (untuk gas) menggeser kesetimbangan ke arah reaksi yang menyebabkan penurunan volume (yaitu pembentukan sejumlah kecil molekul).
2. Kenaikan suhu menggeser posisi kesetimbangan ke arah reaksi endotermik (yaitu ke arah reaksi yang berlangsung dengan penyerapan panas)
3. Peningkatan konsentrasi zat awal dan penghilangan produk dari bidang reaksi menggeser kesetimbangan menuju reaksi langsung. Meningkatkan konsentrasi bahan awal [A] atau [B] atau [A] dan [B]: V 1 > V 2 .
Katalis tidak mempengaruhi posisi kesetimbangan.
Prinsip Le Chatelier di alam.
Saat mempelajari topik ini, saya selalu ingin memberikan contoh keinginan semua makhluk hidup untuk keseimbangan, kompensasi. Misal: perubahan populasi tikus - tahun kacang - banyak makanan untuk tikus, populasi tikus berkembang pesat. Dengan bertambahnya jumlah tikus, jumlah makanan berkurang, akibat penumpukan hewan pengerat, mulai tumbuh berbagai penyakit menular di antara tikus, sehingga terjadi penurunan populasi hewan pengerat secara bertahap. Setelah jangka waktu tertentu, terjadi keseimbangan dinamis dalam jumlah tikus yang lahir dan mati, pergeseran keseimbangan ini dapat terjadi ke satu arah atau lainnya di bawah pengaruh kondisi eksternal, menguntungkan atau tidak menguntungkan.
Proses biokimia berlangsung dalam tubuh manusia, yang juga dapat diatur menurut prinsip Le Chatelier. Kadang-kadang, sebagai akibat dari reaksi semacam itu, zat beracun mulai diproduksi di dalam tubuh, menyebabkan penyakit tertentu. Bagaimana cara mencegah proses ini?
Mari kita ingat metode pengobatan seperti homeopati. Metodenya terdiri dari penggunaan dosis yang sangat kecil dari obat-obatan yang menyebabkan dalam dosis besar Orang yang sehat tanda-tanda beberapa penyakit. Bagaimana cara kerja obat-racun dalam kasus ini? Produk dari reaksi yang tidak diinginkan dimasukkan ke dalam tubuh, dan menurut prinsip Le Chatelier, kesetimbangan bergeser ke arah zat awal. Proses yang menyebabkan gangguan nyeri pada tubuh padam.
Bagian praktis.
Pengendalian tingkat asimilasi topik yang dipelajari dilakukan dalam bentuk tes. Suatu sistem tes berupa tugas-tugas yang dirumuskan dan dibakukan secara ringkas dan tepat, beberapa di antaranya harus diberikan dalam waktu terbatas, jawaban singkat dan tepat, dievaluasi dengan sistem penilaian. Saat menyusun tes, saya fokus pada level berikut:
Kinerja reproduksi siswa tingkat ini terjadi terutama berdasarkan ingatan.
Pencapaian produktif tingkat ini menuntut siswa untuk memahami rumusan, konsep, hukum yang dipelajari, kemampuan untuk menjalin hubungan di antara mereka.
Kreatif - kemampuan memprediksi berdasarkan pengetahuan yang ada, merancang, menganalisis, menarik kesimpulan, perbandingan, generalisasi.
Tes tipe tertutup atau tes dimana subjek harus memilih jawaban yang benar dari pilihan yang disediakan.
A) Tingkat reproduksi: tes dengan alternatif jawaban, dimana subjek harus menjawab ya atau tidak. Skor 1 poin.
Reaksi pembakaran fosfor-
a) ya b) tidak
reaksi dekomposisi
reaksi reversibel
a) ya b) tidak
Peningkatan suhu
merkuri oksida II untuk merkuri
dan oksigen
a) ya b) tidak
Dalam sistem kehidupan
dan proses ireversibel
a) ya b) tidak.
Tes Pilihan Ganda
Pada sistem manakah kesetimbangan kimia akan bergeser ke kanan jika tekanan dinaikkan?
2HI(g)↔H2(g)+I2(g)
C (tv) + S2 (g) ↔CS2 (g)
C3H6(g)+H2(g)↔С3H8(g)
H2(g)+F2(g)↔2HF(g) 1 poin
kenaikan suhu
menggunakan katalis
menurunkan suhu; 1 poin
Pada keadaan kesetimbangan kimia dalam sistem
tidak mempengaruhi
peningkatan tekanan
peningkatan konsentrasi yodium
peningkatan suhu
penurunan suhu; 1 poin
Dalam sistem manakah peningkatan konsentrasi hidrogen menggeser kesetimbangan kimia ke kiri?
C(tv)+2H2(g)↔СH4(g)
2NH3(g)↔N2(g)+3H2(g)
2H2(g)+O2(g)↔2H2O(g)
FeO(padat)+H2(g)↔Fe+H2O(g) 1 poin
Pada sistem manakah peningkatan tekanan tidak mempengaruhi pergeseran kesetimbangan kimia?
H2(g)+J2(g)↔2HJ(g)
SO2(g)+H2O(l)↔H2SO3(g)
CH4(g)+H2O(g)↔CO(g)+3H2(g)
4HCl(g)+O2(g)↔2H2O(g)+2Сl2(g) 1 poin
Pada kesetimbangan kimia dalam sistem
tidak berpengaruh
peningkatan suhu
peningkatan tekanan
penghapusan amonia dari zona reaksi
penerapan katalis 1 poin
Kesetimbangan kimia dalam sistem
bergeser ke arah pembentukan produk reaksi pada
peningkatan tekanan
kenaikan suhu
Penurunan tekanan
penerapan katalis 1 poin
Pada produksi asam sulfat pada tahap oksidasi SO2 menjadi SO3 untuk meningkatkan rendemen produk
meningkatkan konsentrasi oksigen
meningkatkan suhu
darah rendah
memperkenalkan katalis; 1,5 poin
Alkena + H2 ↔ alkana
ketika campuran reaksi dipanaskan
keseimbangan akan bergeser ke kanan
keseimbangan akan bergeser ke kiri
kesetimbangan akan mengalir di kedua arah dengan probabilitas yang sama
zat-zat ini tidak berada dalam kesetimbangan di bawah kondisi yang ditentukan; 1,5 poin
Kesetimbangan kimia dalam sistem
bergeser ke arah pembentukan bahan awal
1) peningkatan tekanan
kenaikan suhu
Penurunan tekanan
penggunaan katalis; 1 poin
Untuk menggeser kesetimbangan ke kanan dalam sistem
memiliki dampak
penurunan suhu
peningkatan tekanan
penggunaan katalis
kenaikan suhu; 1 poin
Reaksi ireversibel sesuai dengan persamaan
nitrogen + hidrogen = amonia
asetilena + oksigen = karbon dioksida + air
hidrogen + yodium = hidrogen yodium
sulfur dioksida + oksigen = sulfur anhidrida; 1,5 poin
Tes Pilihan Ganda, di mana subjek harus memilih 1-2 jawaban yang benar, atau mencocokkan 2 syarat yang diajukan saat memilih jawaban.
Dalam sistem manakah kesetimbangan kimia akan bergeser ke arah produk reaksi, baik dengan peningkatan tekanan maupun dengan penurunan suhu?
N2+O2↔2NO-Q
N2+3H2↔2NH3+Q
H2+CL2↔2HCL+Q
C2H2↔2C(tv)+H2-Q 1,5 poin
Kesetimbangan kimia dalam sistem
NH3+H2O↔NH4+OH
akan bergeser ke arah pembentukan amonia ketika amonia ditambahkan ke larutan berair
natrium klorida
natrium hidroksida
dari asam klorida
aluminium klorida; 1,5 poin
19) Reaksi hidrasi etilen CH2=CH2+H2O ↔ memiliki besar nilai praktis, tetapi reversibel, untuk menggeser kesetimbangan reaksi ke kanan, itu perlu
menaikkan suhu (>280 derajat C)
mengurangi jumlah air dalam campuran reaksi
meningkatkan tekanan (lebih dari 80 atmosfer)
ganti katalis asam dengan platinum; 1 poin
Reaksi dehidrogenasi butana bersifat endotermik. Untuk menggeser kesetimbangan reaksi ke kanan,
gunakan katalis yang lebih aktif, seperti platinum
menurunkan suhu
menaikkan tekanan
menaikkan suhu 1 poin
Untuk reaksi interaksi asam asetat dengan metanol dengan pembentukan eter dan air, pergeseran kesetimbangan ke kiri akan dipromosikan oleh
katalis yang sesuai
penambahan asam sulfat pekat
penggunaan bahan awal dehidrasi
menambahkan eter; 1,5 poin
Tes pengecualian
Pergeseran keseimbangan terpengaruh
perubahan tekanan
penggunaan katalis
perubahan konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi
perubahan suhu; 1 poin
Peningkatan atau penurunan tekanan mempengaruhi pergeseran kesetimbangan kimia dalam reaksi
pergi dengan pelepasan panas
reaksi yang melibatkan zat gas
reaksi berlanjut dengan penurunan volume
reaksi terjadi dengan peningkatan volume; 1,5 poin
Reaksinya tidak dapat diubah
pembakaran batu bara
membakar fosfor
sintesis amonia dari nitrogen dan hidrogen
membakar metana; 1,5 poin
Tes Pengelompokan termasuk daftar rumus yang diusulkan, persamaan, istilah yang harus didistribusikan sesuai dengan kriteria yang diberikan
Dengan kenaikan suhu dan penurunan tekanan secara simultan, kesetimbangan kimia akan bergeser ke kanan dalam sistem
H2(g)+S(g)↔H2S(g)+Q
2SO2(g)+O2(g)↔2SO3(g)+Q
2NH3(g)↔N2(g)+3H2(g)-Q
2HCL(g)↔H2(g)+CL2(g)-Q; 2 poin
Reaksi hidrogenasi propena bersifat eksotermis. Untuk menggeser kesetimbangan kimia ke kanan, itu perlu
penurunan suhu
peningkatan tekanan
penurunan konsentrasi hidrogen
penurunan konsentrasi propena; 1 poin
Tugas kepatuhan.
Saat melakukan tes, subjek diminta untuk mencocokkan elemen dari dua daftar, dengan beberapa kemungkinan jawaban.
Kesetimbangan reaksi bergeser ke kanan. Bawa antrean.
B) N2+3H2↔2NH3+Q 2) Saat suhu naik
C) CO2 + C (padat) ↔2CO-Q 3) Saat tekanan turun
D) N2O(g)+S(t)↔2N2(g) 4) Dengan bertambahnya bidang kontak; 2 poin
Kesetimbangan reaksi bergeser ke arah pembentukan produk reaksi. Bawa antrean.
B) 2H2 + O2 ↔ 2H2O (g) + Q 2) Dengan meningkatnya suhu
C) CH3OH + CH3COOH↔CH3COOCH3 3) Ketika tekanan berkurang
D) N2+O2↔2NO-Q 4) Saat menambahkan eter
5) Saat menambahkan alkohol; 2 poin
Tes terbuka atau open-ended test, di mana subjek perlu menambahkan konsep definisi persamaan atau menawarkan penilaian independen dalam bukti.
Tugas jenis ini merupakan bagian akhir yang paling dihargai tes GUNAKAN dalam kimia.
Tugas tambahan.
Subjek harus merumuskan jawaban, dengan mempertimbangkan batasan yang diatur dalam tugas.
Tambahkan persamaan reaksi yang terkait dengan reversibel dan eksotermik secara bersamaan
B) Hidrogen + Yodium
C) Nitrogen + Hidrogen
D) Sulfur dioksida + Oksigen
E) Karbon dioksida + Karbon 2 poin
Tulis persamaan reaksi sesuai dengan skema, dari mana pilih reaksi reversibel di mana kenaikan suhu akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan:
N2 → TIDAK→ NO2→ HNO3→ NH4NO3 2 poin
Tes presentasi gratis.
Subjek harus merumuskan jawaban secara mandiri, karena tidak ada batasan yang dikenakan pada mereka dalam tugas.
31) Sebutkan faktor-faktor yang menggeser kesetimbangan ke kanan dalam sistem:
CO + 2H2↔ CH3OH(g)+Q 2 poin
32) Sebutkan faktor-faktor yang menggeser kesetimbangan menuju pembentukan zat awal dalam sistem:
C (tv) + 2H2 (g) ↔CH4 (g) + Q 2 poin
Jawaban untuk tes.
Tes No. Jawaban yang benar
B-1
G-3.4
A-2.3
G-2
B- N2+3H2↔2NH3+Q
1) N2+O2↔2NO-Q
3) 4NO2+2H2O+O2↔4HNO3+Q
4) NH3+HNO3=NH4NO3
reaksi pertama
CO+2H2↔CH3OH+Q
penurunan suhu
peningkatan tekanan
meningkatkan konsentrasi CO2
peningkatan konsentrasi H2
penurunan konsentrasi alkohol
C+2H2↔CH4+Q
2) pengurangan tekanan
3) menurunkan konsentrasi hidrogen
4) peningkatan konsentrasi metana.
Bibliografi
Akhmetov, M.A. Sistem tugas dan latihan kimia organik dalam bentuk tes [Teks] / M.A. Akhmetov, I.N. Prokhorov.-Ulyanovsk: IPKPRO, 2004.
Gabrielyan, O.S. Didaktik modern kimia sekolah, kuliah No. 6 [Teks] / O.S. Gabrielyan, V.G. Krasnova, S.T. Sladkov.// Koran untuk guru kimia dan ilmu alam ( Penerbitan"Pertama September") -2007.- No. 22.-p.4-13.
Kaverina, A.A. Materi pendidikan dan pelatihan untuk mempersiapkan ujian negara bersatu. Kimia [Teks] / A.A. Kaverina et al.- M .: Intellect Center, 2004.-160s.
Kaverina, A.A. Ujian Negara Bersatu 2009. Kimia [Teks] / A.A. Kaverina, A.S. Koroshchenko, D.Yu.Dobrotin / FIPI.-M .: Pusat Intelektual, 2009.-272 hal.
Leenson, I.A. Reaksi kimia, efek termal, kesetimbangan, kecepatan [Teks] / I. A. Leenson.M .: Astrel, 2002.-190s.
Radetsky, A.M. Pekerjaan verifikasi dalam kimia di kelas 8-11: panduan untuk guru [Teks] / A.M. Radetsky. M.: Pencerahan, 2009.-272p.
Ryabinina, O.A. Demonstrasi prinsip Le Chatelier [Teks] / O. O. Ryabinina, A. Illarionov / / Kimia di sekolah.-2008.- No.7.- hal.64-67.
Tushina.E.N. Prinsip Le Chatelier dan beberapa metode perawatan [Teks] / E.N. Tushina.// Kimia di sekolah.-1993. No.2.-hal.54.
Shelinskiy, G.I. Dasar-dasar teori proses kimia [Teks] / G.I. Shelinskiy. M.: Pencerahan, 1989.-234p.
Strempler, G.I. Pelatihan pra-profil dalam kimia [Teks]
>> Kimia: Reaksi reversibel dan ireversibel
CO2 + H2O = H2CO3
Biarkan larutan asam yang dihasilkan berdiri di tripod. Setelah beberapa saat, kita akan melihat bahwa larutan berubah menjadi ungu kembali, karena asam telah terurai menjadi zat aslinya.
Proses ini dapat dilakukan lebih cepat jika yang ketiga adalah larutan asam karbonat. Akibatnya, reaksi untuk memperoleh asam karbonat berlangsung baik ke depan maupun ke arah yang berlawanan, yaitu dapat dibalik. Reversibilitas suatu reaksi ditunjukkan oleh dua panah yang berlawanan arah:
Di antara reaksi reversibel yang mendasari pembuatan produk kimia terpenting, kami menyebutkan sebagai contoh reaksi sintesis (penggabungan) sulfur oksida (VI) dari sulfur oksida (IV) dan oksigen.
1. Reaksi reversibel dan ireversibel.
2. Aturan Berthollet.
Tuliskan persamaan reaksi pembakaran yang disebutkan dalam teks paragraf, yang mengungkapkan bahwa sebagai hasil dari reaksi ini, oksida dari unsur-unsur tersebut terbentuk dari mana zat awal terbentuk.
Berikan penjelasan tentang tiga reaksi terakhir yang dilakukan pada akhir paragraf, sesuai rencana: a) sifat dan jumlah reagen dan produk; b) keadaan agregasi; c) arah: d) keberadaan katalis; e) pelepasan atau penyerapan panas
Ketidakakuratan apa yang dibuat dalam persamaan reaksi pemanggangan batu kapur yang diusulkan dalam teks paragraf?
Seberapa benar pernyataan bahwa reaksi senyawa, sebagai aturan, akan menjadi reaksi eksotermik? Perkuat sudut pandang Anda menggunakan fakta-fakta yang diberikan dalam teks buku teks.
Konten pelajaran ringkasan pelajaran mendukung bingkai presentasi pelajaran metode akseleratif teknologi interaktif Praktik tugas dan latihan pemeriksaan diri lokakarya, pelatihan, kasus, pencarian pekerjaan rumah pertanyaan diskusi pertanyaan retoris dari siswa Ilustrasi audio, klip video dan multimedia foto, gambar grafik, tabel, skema humor, anekdot, lelucon, komik perumpamaan, ucapan, teka-teki silang, kutipan Pengaya abstrak artikel chip untuk lembar contekan yang ingin tahu buku teks dasar dan daftar istilah tambahan lainnya Menyempurnakan buku pelajaran dan pelajaranmengoreksi kesalahan dalam buku teks memperbarui sebuah fragmen dalam elemen buku teks inovasi dalam pelajaran menggantikan pengetahuan usang dengan yang baru Hanya untuk guru pelajaran yang sempurna rencana kalender tahun rekomendasi metodologis dari program diskusi Pelajaran TerintegrasiTopik Pengkode: reaksi reversibel dan ireversibel keseimbangan kimia. Perpindahan kesetimbangan kimia di bawah pengaruh berbagai faktor.
Menurut kemungkinan reaksi balik, reaksi kimia dibagi menjadi reversibel dan ireversibel.
Reaksi kimia reversibel adalah reaksi yang produknya, dalam kondisi tertentu, dapat berinteraksi satu sama lain.
reaksi ireversibel Ini adalah reaksi yang produknya dalam kondisi tertentu tidak dapat berinteraksi satu sama lain.
Lebih detail tentang klasifikasi reaksi kimia dapat dibaca.
Probabilitas interaksi produk tergantung pada kondisi proses.
Jadi jika sistem membuka, yaitu bertukar dengan lingkungan baik materi maupun energi, maka reaksi kimia di mana, misalnya, gas terbentuk, tidak dapat diubah. Misalnya , saat mengkalsinasi natrium bikarbonat padat:
2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O
gas karbon dioksida akan dilepaskan dan menguap dari zona reaksi. Oleh karena itu, reaksi seperti itu akan terjadi tidak dapat diubah di bawah kondisi ini. Jika kita mempertimbangkan sistem tertutup , yang tidak bisa bertukar materi dengan lingkungan (misalnya kotak tertutup tempat berlangsungnya reaksi), maka karbondioksida tidak akan dapat keluar dari zona reaksi, dan akan berinteraksi dengan air dan natrium karbonat, maka reaksi akan reversibel di bawah kondisi ini:
2NaHCO 3 ⇔ Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O
Mempertimbangkan reaksi reversibel. Biarkan reaksi reversibel berjalan sesuai skema:
aA + bB = cC + dD
Laju reaksi maju menurut hukum aksi massa ditentukan oleh ekspresi: v 1 =k 1 ·C A a ·C B b , laju reaksi balik: v 2 =k 2 ·C C c ·C D d . Jika pada saat awal reaksi tidak ada zat C dan D dalam sistem, maka partikel A dan B sebagian besar bertabrakan dan berinteraksi, dan reaksi langsung terjadi. Lambat laun konsentrasi partikel C dan D juga akan mulai meningkat, oleh karena itu laju reaksi balik akan meningkat. Dalam beberapa kasus laju reaksi maju menjadi sama dengan laju reaksi balik. Keadaan ini disebut kesetimbangan kimia .
Dengan demikian, kesetimbangan kimia adalah keadaan sistem di mana laju reaksi maju dan mundur adalah sama .
Karena laju reaksi maju dan mundur sama, laju pembentukan zat sama dengan laju konsumsinya, dan arus konsentrasi zat tidak berubah . Konsentrasi seperti itu disebut seimbang .
Perhatikan bahwa dalam kesetimbangan baik reaksi maju maupun mundur, yaitu reaktan berinteraksi satu sama lain, tetapi produk juga berinteraksi dengan laju yang sama. Pada saat yang sama, faktor eksternal dapat mempengaruhi menggeser kesetimbangan kimia dalam satu arah atau yang lain. Oleh karena itu, kesetimbangan kimia disebut bergerak, atau dinamis.
Penelitian di bidang keseimbangan gerak dimulai pada abad ke-19. Dalam tulisan-tulisan Henri Le Chatelier, diletakkan dasar-dasar teori, yang kemudian digeneralisasikan oleh ilmuwan Karl Brown. Prinsip keseimbangan bergerak, atau prinsip Le Chatelier-Brown, menyatakan:
Jika suatu sistem dalam kesetimbangan dikenai faktor eksternal, yang mengubah salah satu kondisi kesetimbangan, kemudian proses dalam sistem diintensifkan, yang bertujuan untuk mengkompensasi pengaruh eksternal.
Dengan kata lain: di bawah pengaruh eksternal pada sistem, kesetimbangan akan bergeser sedemikian rupa untuk mengkompensasi pengaruh eksternal ini.
Prinsip ini, yang sangat penting, berlaku untuk semua fenomena kesetimbangan (bukan hanya reaksi kimia). Namun, kami sekarang akan mempertimbangkannya dalam kaitannya dengan interaksi kimia. Dalam kasus reaksi kimia, aksi eksternal menyebabkan perubahan konsentrasi kesetimbangan zat.
Tiga faktor utama yang dapat mempengaruhi reaksi kimia pada kesetimbangan: suhu, tekanan, dan konsentrasi reaktan atau produk.
1. Seperti yang Anda ketahui, reaksi kimia disertai dengan efek termal. Jika reaksi langsung berlangsung dengan pelepasan kalor (eksoterm, atau + Q), maka reaksi sebaliknya berlangsung dengan penyerapan kalor (endoterm, atau -Q), dan sebaliknya. Jika Anda menaikkan suhu dalam sistem, kesetimbangan akan bergeser untuk mengkompensasi kenaikan ini. Adalah logis bahwa dengan reaksi eksotermik, kenaikan suhu tidak dapat dikompensasi. Jadi, ketika suhu naik, kesetimbangan dalam sistem bergeser ke arah penyerapan panas, yaitu menuju reaksi endoterm (-Q); dengan penurunan suhu - ke arah reaksi eksotermik (+ Q).
2. Dalam kasus reaksi kesetimbangan, ketika setidaknya salah satu zat berada dalam fase gas, kesetimbangan juga sangat dipengaruhi oleh perubahan tekanan dalam sistem. Ketika tekanan dinaikkan, sistem kimia mencoba mengkompensasi efek ini, dan meningkatkan laju reaksi, di mana jumlah zat gas berkurang. Ketika tekanan berkurang, sistem meningkatkan laju reaksi, di mana lebih banyak molekul zat gas terbentuk. Jadi: dengan peningkatan tekanan, kesetimbangan bergeser ke arah penurunan jumlah molekul gas, dengan penurunan tekanan - ke arah peningkatan jumlah molekul gas.
Catatan! Sistem di mana jumlah molekul gas reaktan dan produk sama tidak terpengaruh oleh tekanan! Juga, perubahan tekanan secara praktis tidak mempengaruhi kesetimbangan dalam larutan, mis. dalam reaksi di mana tidak ada gas.
3. Juga, kesetimbangan dalam sistem kimia dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi reaktan dan produk. Ketika konsentrasi reaktan meningkat, sistem mencoba menggunakannya dan meningkatkan laju reaksi maju. Dengan penurunan konsentrasi reagen, sistem mencoba menumpuknya, dan laju reaksi balik meningkat. Dengan peningkatan konsentrasi produk, sistem juga mencoba untuk menghabiskannya, dan meningkatkan laju reaksi balik. Dengan penurunan konsentrasi produk, sistem kimia meningkatkan laju pembentukannya, mis. laju reaksi maju.
Jika dalam sistem kimia laju reaksi maju meningkat Kanan , menuju pembentukan produk Dan konsumsi reagen . Jika laju reaksi balik meningkat, kami mengatakan bahwa keseimbangan telah bergeser ke kiri , terhadap konsumsi makanan Dan meningkatkan konsentrasi reagen .
Misalnya, dalam reaksi sintesis amonia:
N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 + Q
peningkatan tekanan menyebabkan peningkatan laju reaksi, di mana sejumlah kecil molekul gas terbentuk, mis. reaksi langsung (jumlah molekul gas reaktan adalah 4, jumlah molekul gas dalam produk adalah 2). Saat tekanan meningkat, kesetimbangan bergeser ke kanan, ke arah produk. Pada kenaikan suhu keseimbangan akan bergeser menuju reaksi endoterm, yaitu ke kiri, menuju reagen. Peningkatan konsentrasi nitrogen atau hidrogen akan menggeser kesetimbangan ke arah konsumsinya, yaitu ke kanan, menuju produk.
Katalisator tidak mempengaruhi saldo, karena mempercepat reaksi maju dan mundur.
Satu dari karakteristik yang paling penting reaksi kimia adalah kedalaman (derajat) transformasi, yang menunjukkan seberapa banyak zat awal diubah menjadi produk reaksi. Semakin besar, semakin ekonomis proses dapat dilakukan. Kedalaman konversi, di antara faktor-faktor lain, bergantung pada reversibilitas reaksi.
reversibel reaksi , Tidak seperti tidak dapat diubah, jangan lanjutkan sampai akhir: tidak ada reaktan yang habis dikonsumsi. Pada saat yang sama, produk reaksi berinteraksi dengan pembentukan bahan awal.
Pertimbangkan contoh:
1) volume yang sama dari gas yodium dan hidrogen dimasukkan ke dalam bejana tertutup pada suhu tertentu. Jika tumbukan molekul zat ini terjadi dengan orientasi yang diinginkan dan energi yang cukup, maka ikatan kimia dapat diatur ulang dengan pembentukan senyawa perantara (kompleks aktif, lihat bagian 1.3.1). Penataan ulang ikatan lebih lanjut dapat menyebabkan dekomposisi senyawa perantara menjadi dua molekul hidrogen iodida. Persamaan reaksi:
H 2 + I 2 ® 2HI
Tetapi molekul hidrogen iodida juga akan bertabrakan secara acak dengan molekul hidrogen, yodium, dan di antara mereka sendiri. Ketika molekul HI bertabrakan, tidak ada yang dapat mencegah pembentukan senyawa perantara, yang kemudian dapat terurai menjadi yodium dan hidrogen. Proses ini dinyatakan dengan persamaan:
2HI ® H 2 + I 2
Jadi, dua reaksi akan berlangsung secara bersamaan dalam sistem ini - pembentukan hidrogen iodida dan penguraiannya. Mereka dapat dinyatakan dengan satu persamaan umum
H 2 + I 2 "2HI
Reversibilitas proses ditunjukkan oleh tanda “.
Reaksi yang diarahkan dalam hal ini menuju pembentukan hidrogen iodida disebut langsung, dan kebalikannya disebut terbalik.
2) jika kita mencampurkan dua mol sulfur dioksida dengan satu mol oksigen, menciptakan kondisi dalam sistem yang menguntungkan untuk berlangsungnya reaksi, dan setelah waktu berlalu, menganalisis campuran gas, hasilnya akan menunjukkan bahwa sistem akan mengandung SO 3 - produk reaksi, dan zat awal - SO 2 dan O 2. Jika sulfur oksida (+6) ditempatkan dalam kondisi yang sama dengan zat awal, maka akan mungkin untuk menemukan bahwa sebagian darinya akan terurai menjadi oksigen dan sulfur oksida (+4), dan rasio akhir antara jumlah semua tiga zat akan sama seperti ketika dimulai dari campuran sulfur dioksida dan oksigen.
Jadi, interaksi belerang dioksida dengan oksigen juga merupakan salah satu contoh reaksi kimia yang dapat dibalik dan dinyatakan dengan persamaan
2SO 2 + O 2 "2SO 3
3) interaksi besi dengan asam klorida berlangsung menurut persamaan:
Fe + 2HCL ® FeCL 2 + H 2
Dengan asam klorida secukupnya, reaksi akan berakhir bila
semua besi habis. Selain itu, jika Anda mencoba melakukan reaksi ini dalam arah yang berlawanan - untuk melewatkan hidrogen melalui larutan besi klorida, maka besi logam dan asam klorida tidak akan berfungsi - reaksi ini tidak dapat berjalan berlawanan arah. Jadi, interaksi besi dengan asam klorida merupakan reaksi yang tidak dapat diubah.
Namun, harus diingat bahwa secara teoritis setiap proses ireversibel dapat direpresentasikan sebagai reversibel dalam kondisi tertentu, mis. Pada prinsipnya, semua reaksi dapat dianggap reversibel. Tetapi sangat sering salah satu reaksi jelas berlaku. Hal ini terjadi dalam kasus ketika produk interaksi dikeluarkan dari bidang reaksi: endapan mengendap, gas dilepaskan, selama reaksi pertukaran ion, praktis produk yang tidak terdisosiasi terbentuk; atau ketika, karena kelebihan zat awal yang jelas, proses yang berlawanan secara praktis ditekan. Dengan demikian, pengecualian alami atau buatan dari kemungkinan reaksi balik memungkinkan Anda untuk menyelesaikan prosesnya.
Contoh reaksi tersebut adalah interaksi natrium klorida dengan perak nitrat dalam larutan
NaCL + AgNO 3 ® AgCl¯ + NaNO 3 ,
tembaga bromida dengan amonia
CuBr 2 + 4NH 3 ® Br 2,
netralisasi asam klorida dengan larutan natrium hidroksida
HCl + NaOH ® NaCl + H 2 O.
Ini semua hanya contoh praktis proses ireversibel, karena perak klorida agak larut, dan kation kompleks 2+ tidak sepenuhnya stabil, dan air terdisosiasi, meskipun pada tingkat yang sangat kecil.
