гэр › Төрөл бүрийн › химийн урвалын урвуу байдал. Химийн тэнцвэрт байдал

химийн урвалын урвуу байдал. Химийн тэнцвэрт байдал

Эргэж болох ба эргэлт буцалтгүй химийн урвалууд. химийн тэнцвэр. Төрөл бүрийн хүчин зүйлийн нөлөөн дор тэнцвэрт байдал өөрчлөгдөх

Химийн тэнцвэрт байдал

Нэг чиглэлд явагддаг химийн урвалыг нэрлэдэг эргэлт буцалтгүй.

Ихэнх химийн процессууд байдаг буцаах боломжтой. Энэ нь ижил нөхцөлд урагш болон урвуу урвал хоёулаа (ялангуяа бол бид ярьж байнахаалттай системийн тухай).

Жишээлбэл:

а) урвал

$CaCO_3(→)↖(t)CaO+CO_2$

нээлттэй системд эргэлт буцалтгүй;

б) ижил хариу үйлдэл

$CaCO_3⇄CaO+CO_2$

хаалттай системд буцах боломжтой.

Урвуу урвалын үед тохиолддог процессуудыг, жишээлбэл, нөхцөлт урвалын хувьд илүү нарийвчлан авч үзье.

Массын үйл ажиллагааны хуульд үндэслэн шууд урвалын хурд

$(υ)↖(→)=k_(1) C_(A)^(α) C_(B)^(β)$

Цаг хугацаа өнгөрөхөд $A$ ба $B$ бодисын концентраци буурдаг тул шууд урвалын хурд мөн буурдаг.

Урвалын бүтээгдэхүүний харагдах байдал нь урвуу урвал үүсэх боломжтой гэсэн үг бөгөөд цаг хугацаа өнгөрөхөд $C $ ба $ D $ бодисын концентраци нэмэгдэж, урвуу урвалын хурд мөн нэмэгддэг гэсэн үг юм.

$(υ)↖(→)=k_(2) C_(C)^(γ) C_(D)^(δ)$

Эрт орой хэзээ нэгэн цагт урагшлах болон урвуу урвалын хурд тэнцүү болох төлөвт хүрэх болно

${υ}↖{→}={υ}↖{←}$

Урагшлах урвалын хурд нь урвуу урвалын хурдтай тэнцүү байх системийн төлөвийг химийн тэнцвэр гэнэ.

Энэ тохиолдолд урвалд орох бодис ба урвалын бүтээгдэхүүний концентраци өөрчлөгдөхгүй хэвээр байна. Тэд гэж нэрлэдэг тэнцвэрийн концентраци. Макро түвшинд ерөнхийдөө юу ч өөрчлөгдөхгүй юм шиг санагддаг. Гэвч үнэн хэрэгтээ шууд болон урвуу үйл явц хоёулаа үргэлжилсээр байгаа боловч ижил хурдтай байдаг. Иймээс систем дэх энэ тэнцвэрийг гэж нэрлэдэг гар утасТэгээд динамик.

Тэнцвэрийн тогтмол

$[A], [B], [C], [D]$ бодисын тэнцвэрт концентрацийг тэмдэглэе.

Дараа нь $(υ)↖(→)=(υ)↖(←), k_(1) [A]^(α) [B]^(β)=k_(2) [C]^ (γ) [ D]^(δ)$, хаанаас

$([C]^(γ) [D]^(δ))/([A]^(α) [B]^(β))=(k_1)/(k_2)=K_(тэнцүү) $

Энд $γ, δ, α, β$ нь урвуу урвалын коэффициентүүдтэй тэнцүү илтгэгч; $K_(тэнцүү)$ нь химийн тэнцвэрийн тогтмол юм.

Үүссэн илэрхийлэл нь тэнцвэрийн төлөвийг тоон хэлбэрээр дүрсэлсэн бөгөөд тэнцвэрийн системийн массын үйл ажиллагааны хуулийн математик илэрхийлэл юм.

Тогтмол температурт тэнцвэрийн тогтмол нь өгөгдсөн урвуу урвалын тогтмол утга юм. Энэ нь тэнцвэрт байдалд тогтсон урвалын бүтээгдэхүүн (тоологч) ба эхлэл материалын (хүлээн авагч) концентраци хоорондын харьцааг харуулна.

Туршилтын өгөгдлөөр тодорхой температурт анхдагч бодис, урвалын бүтээгдэхүүний тэнцвэрийн концентрацийг тодорхойлох замаар тэнцвэрийн тогтмолыг тооцдог.

Тэнцвэрийн тогтмолын утга нь урвалын бүтээгдэхүүний гарц, түүний явцын бүрэн байдлыг тодорхойлдог. Хэрэв $K_(тэнцүү) >> 1$ гарвал энэ нь тэнцвэрт байдалд $[C]^(γ) [D]^(δ) >> [A]^(α) [B]^( β)$ байна гэсэн үг. , өөрөөр хэлбэл, урвалын бүтээгдэхүүний концентраци нь анхны бодисын агууламжаас давамгайлж, урвалын бүтээгдэхүүний гарц их байна.

$K_ (тэнцүү)

$CH_3COOC_2H_5+H_2O⇄CH_3COOH+C_2H_5OH$

тэнцвэрийн тогтмол

$K_(тэнцүү)=( )/( )$

$20°С$ үед энэ нь $0.28$ (өөрөөр хэлбэл $1$-аас бага) үнэтэй байна. Энэ нь эфирийн нэлээд хэсэг нь гидролизд ороогүй гэсэн үг юм.

Гетероген урвалын хувьд тэнцвэрийн тогтмол байдлын илэрхийлэлд зөвхөн хий эсвэл шингэн үе шатанд байгаа бодисын концентрацийг оруулна. Жишээлбэл, урвалын хувьд

тэнцвэрийн тогтмолыг дараах байдлаар илэрхийлнэ.

$K_(тэнцүү)=(^2)/()$

Тэнцвэрийн тогтмолын утга нь урвалд орох бодисын шинж чанар, температураас хамаарна.

Тогтмол нь катализатор байгаа эсэхээс хамаардаггүй, учир нь энэ нь шууд ба урвуу урвалын идэвхжүүлэлтийн энергийг ижил хэмжээгээр өөрчилдөг. Катализатор нь тэнцвэрийн тогтмолын утгад нөлөөлөхгүйгээр зөвхөн тэнцвэрийн эхлэлийг хурдасгаж чадна.

Төрөл бүрийн хүчин зүйлийн нөлөөн дор тэнцвэрт байдал өөрчлөгдөх

Тэнцвэрийн төлөв байдал нь байнгын гадаад нөхцөлд дур зоргоороо удаан хугацаанд хадгалагддаг: температур, эхлэлийн бодисын концентраци, даралт (хэрэв урвалд хий оролцсон эсвэл үүссэн бол).

Эдгээр нөхцлүүдийг өөрчилснөөр шинэ нөхцөл байдалд тохирсон системийг нэг тэнцвэрийн төлөвөөс нөгөөд шилжүүлэх боломжтой. Ийм шилжилтийг нэрлэдэг нүүлгэн шилжүүлэлтэсвэл тэнцвэрийн өөрчлөлт.

Аммиак үүсэхтэй азот ба устөрөгчийн харилцан үйлчлэлийн урвалын жишээг ашиглан тэнцвэрийг өөрчлөх янз бүрийн арга замыг авч үзье.

$N_2+3H_2⇄2HN_3+Q$

$K_(тэнцүү)=(^2)/( ^3)$

Бодисын концентрацийг өөрчлөх нөлөө

Урвалын холимогт азот $N_2$, устөрөгч $H_2$ нэмэхэд эдгээр хийн концентраци нэмэгдэж, шууд урвалын хурд нэмэгддэг. Тэнцвэр нь баруун тийш, урвалын бүтээгдэхүүн рүү шилждэг, өөрөөр хэлбэл. аммиак руу $NH_3$.

Тэнцвэрийн тогтмол байдлын илэрхийлэлд дүн шинжилгээ хийснээр ижил дүгнэлт хийж болно. Азот ба устөрөгчийн концентраци нэмэгдэхийн хэрээр хуваагч нэмэгдэх ба $K_(тэнцүү)$ нь тогтмол утга учир тоологч нэмэгдэх ёстой. Ийнхүү урвалын хольц дахь урвалын бүтээгдэхүүний хэмжээ $NH_3$ нэмэгдэх болно.

Аммиакийн урвалын бүтээгдэхүүн $NH_3$-ийн концентрацийн өсөлт нь тэнцвэрийг зүүн тийш, анхны бодис үүсэх рүү шилжүүлнэ. Энэ дүгнэлтийг ижил төстэй үндэслэлээр хийж болно.

Даралтын өөрчлөлтийн нөлөө

Даралтын өөрчлөлт нь зөвхөн дор хаяж нэг бодис нь хийн төлөвт байгаа системүүдэд нөлөөлдөг. Даралт нэмэгдэхийн хэрээр хийн эзэлхүүн багасч, тэдгээрийн концентраци нэмэгддэг гэсэн үг юм.

Хаалттай систем дэх даралтыг жишээлбэл, $2$ дахин нэмэгдүүлсэн гэж бодъё. Энэ нь бидний авч үзэж буй урвалын бүх хийн бодисуудын концентраци ($N_2, H_2, NH_3$) $2$ дахин нэмэгдэнэ гэсэн үг. Энэ тохиолдолд $K_(тэнцүү)$ илэрхийлэл дэх тоологч нь 4 дахин, хуваагч нь $16$ дахин нэмэгдэх болно, өөрөөр хэлбэл. тэнцвэр алдагдах болно. Үүнийг сэргээхийн тулд аммиакийн агууламж нэмэгдэж, азот, устөрөгчийн концентраци буурах ёстой. Тэнцвэр баруун тийш шилжих болно. Даралтын өөрчлөлт нь шингэн ба хатуу биетүүдийн эзлэхүүнд бараг нөлөөлдөггүй, жишээлбэл. тэдний төвлөрлийг өөрчилдөггүй. Тиймээс хий оролцдоггүй урвалын химийн тэнцвэрт байдал нь даралтаас үл хамаарна.

Температурын өөрчлөлтийн нөлөө

Температур нэмэгдэхийн хэрээр бүх урвалын хурд (экзо- ба эндотермик) нэмэгддэг. Түүнээс гадна температурын өсөлт нь их хэмжээний идэвхжүүлэх энергитэй, улмаар эндотермик урвалын хурдад илүү их нөлөөлдөг.

Тиймээс урвуу урвалын хурд (бидний жишээнд эндотермик) урагшлах урвалын хурдаас илүү нэмэгддэг. Тэнцвэр нь энерги шингээх процесс руу шилжих болно.

Ле Шательегийн зарчмыг (1884) ашиглан тэнцвэрийн шилжилтийн чиглэлийг урьдчилан таамаглаж болно.

Хэрэв тэнцвэрт байдалд байгаа системд гадны нөлөөлөл (концентраци, даралт, температурын өөрчлөлт) байвал тэнцвэр нь энэ нөлөөллийг сулруулдаг чиглэлд шилждэг.

Дүгнэлт хийцгээе:

урвалд орох бодисын концентраци нэмэгдэхийн хэрээр системийн химийн тэнцвэрт байдал нь урвалын бүтээгдэхүүн үүсэх рүү шилждэг;
урвалын бүтээгдэхүүний концентраци нэмэгдэхийн хэрээр системийн химийн тэнцвэрт байдал нь эхлэлийн бодис үүсэх рүү шилждэг;
даралт ихсэх тусам системийн химийн тэнцвэрт байдал нь үүссэн хийн бодисын хэмжээ бага байх урвал руу шилждэг;
температур нэмэгдэхийн хэрээр системийн химийн тэнцвэрт байдал эндотермик урвал руу шилждэг;
температур буурах үед - экзотермик процессын чиглэлд.

Ле Шательегийн зарчим нь зөвхөн химийн урвалд хамаарахгүй, ууршилт, конденсац, хайлах, талсжих гэх мэт олон процесст хамаарна. Химийн хамгийн чухал бүтээгдэхүүнийг үйлдвэрлэхэд Ле Шательегийн зарчим, хуулиас үүдэлтэй тооцоолол. массын үйлдэл нь хүссэн бодисын хамгийн их гарцыг хангах химийн процессыг явуулах ийм нөхцлийг олох боломжийг олгодог.

Ульяновскийн ахисан түвшний судалгааны хүрээлэн ба

сурган хүмүүжүүлэгчдийг давтан сургах.

Байгалийн шинжлэх ухааны тэнхим

Сэдэв: “Эргэж болох ба эргэлт буцалтгүй урвалууд.

химийн тэнцвэр. Ле Шательегийн зарчим.

Ажил дууссан:

Сонсогчдын бүлэг X - 1

6-р дунд сургуулийн химийн багш

Димитровград

Ульяновск муж

Лепихова Татьяна Васильевна

Шинжлэх ухааны зөвлөх:

хэлтсийн дарга

байгалийн шинжлэх ухаан

Ахметов Марат Анварович

Ульяновск 2009 он

Эргэж болох ба эргэлт буцалтгүй химийн урвалууд.

химийн тэнцвэр.

Ле Шательегийн зарчим.

Ажлын зорилго: 1) Урвуу байдлын үндсэн дээр янз бүрийн төрлийн химийн урвалын талаархи санаа бодлыг бий болгохын үргэлжлэл болгон химийн урвалын явцын онцлог, хэв маягийг судлах.

2) Химийн урвалын хуулиудын талаархи мэдлэгийг нэгтгэх, тодорхой болгох, тодорхой урвал үүсэхэд шаардлагатай шинж чанар, үр дүнгийн нөхцлийг тодорхойлох, тайлбарлах ур чадвар, чадварыг бий болгох. 3) Химийн үйл явцын олон янз байдлын талаархи мэдлэгийг өргөжүүлэх, гүнзгийрүүлэх, оюутнуудад харьцуулах, дүн шинжилгээ хийх, тайлбарлах, дүгнэлт, ерөнхий дүгнэлт гаргахад сургах. 4) Химийн шинжлэх ухааны энэ хэсгийг хэрэглээний тал дээр хамгийн чухал гэж үзэж, химийн тэнцвэрийн тухай ойлголтыг байгалийн тэнцвэрт байдлын нэг хуулийн тодорхой тохиолдол, нөхөн олговор авах хүсэл, тэнцвэрийн тогтвортой байдлын үндсэн хэлбэртэй нэгдмэл байдлаар авч үзэх. матери, хөдөлгөөн, динамикийн оршин тогтнол.

Даалгаврууд.

Сэдвийг авч үзье: "Ургах ба эргэлт буцалтгүй урвалууд" тодорхой жишээнүүд, химийн урвалын хурдны талаархи өмнөх санаануудыг ашиглан.
Урвалт химийн урвалын онцлог шинж чанаруудыг үргэлжлүүлэн судалж, урвалж буй системийн динамик төлөв болох химийн тэнцвэрт байдлын талаархи санаа бодлыг бий болгох.
Химийн тэнцвэрийг шилжүүлэх зарчмуудыг судалж, оюутнуудад химийн тэнцвэрт байдлыг өөрчлөх нөхцлийг тодорхойлоход сургах.
Энэ сэдвийн ач холбогдлын талаархи ойлголтыг оюутнуудад зөвхөн химийн үйлдвэрлэлд төдийгүй амьд организм, байгалийн хэвийн үйл ажиллагаанд оруулах.

Оршил

Байгальд, амьд биетийн организмд, хүний физиологийн үйл ажиллагааны явцад, түүний үйл ажиллагаанд нөхцөлийг бүрдүүлэх өөр өөр түвшин: гэр ахуйн, батлан хамгаалах, үйлдвэрлэл, техникийн, байгаль орчны болон бусад - мянга, сая тэс өөр урвал явагддаг эсвэл явагддаг бөгөөд үүнийг дараахь байдлаар тооцож болно. өөр өөр цэгүүдалсын хараа ба ангилал. Бид химийн урвалыг эргэлт буцалтгүй, эргэлт буцалтгүй талаас нь авч үзэх болно.

Эдгээр ухагдахууны ач холбогдлыг хэт үнэлэхэд хэцүү байдаг: сэтгэдэг хүн байгаа цагт түүний биед болж буй үйл явцын эргэлт буцалтгүй, эргэлт буцалтгүй байдлын тухай хүний бодол тэр хэмжээгээр цохилдог. мөнхийн асуудалХүний амьдралыг уртасгах, түүний амьдралын үр дагаврыг эргэлт буцалтгүй болгох асуудал, байгальд бодлогогүй хандах тухай.

Би химийн урвалын урвуу ба эргэлт буцалтгүй байдлын тухай ойлголт, химийн тэнцвэрийн тухай ойлголт, түүнийг "ашигтай" чиглэлд шилжүүлэх нөхцөлийг авч үзэхийг хүсч байна. Танилцуулах онолын үндэслэлдараа нь баталгаажуулах, энэ сэдвийн талаархи мэдлэгийг өөрөө шалгах, янз бүрийн хэв маягийн тестийг ашиглан. Энгийнээс илүү олон зүйл рүү "замыг туулсан" гэж би бодож байна хэцүү даалгавар, оюутнууд зөвхөн энэ сэдвээр тодорхой, сайн мэдлэгтэй байхаас гадна химийн мэдлэгээ гүнзгийрүүлнэ.

Химийн урвал гэдэг нь нэг (эсвэл нэг) бодис нөгөөд хувирах үзэгдэл бөгөөд үүний нотолгоо нь харагдахуйц, үл үзэгдэх өөрчлөлтүүд юм. Харагдах байдал: өнгө, үнэр, амт, хур тунадас өөрчлөгдөх, индикаторын өнгө өөрчлөгдөх, дулаан шингээх, ялгаруулах. Үл үзэгдэх: Чанарын болон аналитик урвалын тусламжтайгаар тодорхойлж болох бодисын найрлага дахь өөрчлөлт. Эдгээр бүх урвалыг буцах ба эргэлт буцалтгүй гэж хоёр төрөлд хувааж болно.

эргэлт буцалтгүй урвалууд. Зөвхөн нэг чиглэлд явж, анхны урвалжууд эцсийн бодис болж бүрэн хувирч дуусах урвалыг эргэлт буцалтгүй гэж нэрлэдэг.

Ийм урвалын жишээ бол халах үед калийн хлорат (бертолет давс) задрах явдал юм.

2KClO 3 \u003d 2KCl + 3O 2

Бүх калийн хлорат нь калийн хлорид болон хүчилтөрөгч болж хувирах үед урвал зогсох болно. Буцааж болшгүй олон урвал байдаггүй.

Хэрэв хүчил ба шүлтийн уусмалыг шавхвал давс, ус үүсдэг, жишээлбэл,

HCl + NaOH \u003d NaCl + H 2 O, хэрэв бодисыг зөв харьцаагаар авсан бол уусмал нь төвийг сахисан урвалтай бөгөөд давсны хүчил, натрийн гидроксидын ул мөр ч үлдэхгүй. Хэрэв та үүссэн бодисууд - натрийн хлорид ба усны хооронд уусмалд урвал явуулахыг оролдвол ямар ч өөрчлөлт гарахгүй. Ийм тохиолдолд хүчил шүлттэй урвалд орох нь эргэлт буцалтгүй, i.e. ямар ч хариу урвал байхгүй. Өрөөний температурт маш олон урвал бараг эргэлт буцалтгүй байдаг, жишээлбэл,

H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl, 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O гэх мэт.

урвуу урвалууд. Урвуу урвалууд нь хоёр эсрэг чиглэлд нэгэн зэрэг явагддаг урвал юм.

Ихэнх урвалууд буцах боломжтой байдаг. Урвуу урвалын тэгшитгэлд эсрэг чиглэлд чиглэсэн хоёр сумыг зүүн ба баруун хэсгүүдийн хооронд байрлуулна. Ийм урвалын жишээ бол устөрөгч ба азотоос аммиакийн нийлэгжилт юм.

∆H = -46.2 кЖ/моль

Инженерийн хувьд урвуу урвал нь ерөнхийдөө тааламжгүй байдаг. Тиймээс янз бүрийн аргууд (температурын өөрчлөлт, даралт гэх мэт) нь тэдгээрийг бараг эргэлт буцалтгүй болгодог.

Ийм урвал нь эргэлт буцалтгүй бөгөөд эдгээрийн явцад:

1) үүссэн бүтээгдэхүүнүүд нь урвалын бөмбөрцөгөөс гардаг - тэд тунадас хэлбэрээр тунадасж, жишээлбэл, хий хэлбэрээр ялгардаг.

ВаСl 2 + Н 2 SO 4 = ВаSO 4 ↓ + 2НCl

Na 2 CO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + CO 2 ↓ + H 2 O

2) бага зэрэг задарсан нэгдэл үүсдэг, жишээлбэл ус:

Hcl + NaOH \u003d H 2 O + NaCl

3) урвал нь их хэмжээний энерги ялгарах, жишээлбэл, магнийн шаталт дагалддаг.

Mg + 1/2 O 2 \u003d MgO, ∆H \u003d -602.5 кЖ / моль

Буцахгүй урвалын тэгшитгэлд зүүн ба баруун хэсгүүдийн хооронд тэнцүү тэмдэг эсвэл сумыг байрлуулна.

Энгийн нөхцөлд олон урвал аль хэдийн буцах боломжтой байдаг бөгөөд энэ нь урвуу урвал мэдэгдэхүйц хэмжээгээр явагддаг гэсэн үг юм. Жишээлбэл, хэрэв та маш сул гипохлорт хүчлийн усан уусмалыг шүлтээр саармагжуулах гэж оролдвол саармагжуулах урвал эцэс хүртэл үргэлжлэхгүй бөгөөд уусмал нь хүчтэй шүлтлэг орчинтой болно. Энэ нь HClO + NaOH NaClO + H 2 O урвал нь буцах боломжтой, өөрөөр хэлбэл. Энэ урвалын бүтээгдэхүүнүүд бие биетэйгээ харилцан үйлчилж, хэсэгчлэн эхлэлийн нэгдлүүд рүү ордог. Үүний үр дүнд уусмал нь шүлтлэг урвалтай байдаг. Эфир үүсэх урвал нь буцах боломжтой (урвуу урвалыг саванжуулах гэж нэрлэдэг): RCOOH + R "OH RCOOR" + H 2 O, бусад олон процессууд.

Химийн бусад олон ойлголтуудын нэгэн адил урвуу чадварын тухай ойлголт нь ихэвчлэн дур зоргоороо байдаг. Ихэвчлэн урвалыг эргэлт буцалтгүй гэж үздэг бөгөөд үүний дараа эхлэлийн бодисын агууламж маш бага тул тэдгээрийг илрүүлэх боломжгүй байдаг (мэдээжийн хэрэг, энэ нь шинжилгээний аргын мэдрэмжээс хамаарна). Гадны нөхцөл байдал өөрчлөгдөхөд (ялангуяа температур ба даралт) эргэлт буцалтгүй урвал нь буцах боломжтой ба эсрэгээр болдог. Тиймээс, атмосферийн даралт, 1000 хэмээс доош температурт 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O урвалыг эргэлт буцалтгүй гэж үзэж болох бөгөөд 2500 ° C ба түүнээс дээш температурт ус устөрөгч, хүчилтөрөгч рүү 4 орчим хувиар задардаг. %, мөн 3000 ° С-ийн температурт - аль хэдийн 20%.

19-р зууны төгсгөлд Германы физик химич Макс Боденштейн (1871-1942) устөрөгчийн иодын үүсэх ба дулааны диссоциацийн үйл явцыг нарийвчлан судалжээ: H 2 + I 2 2HI. Температурыг өөрчилснөөр тэрээр зөвхөн урагш эсвэл зөвхөн урвуу урвалын давамгайлсан урсгалд хүрч болох боловч ерөнхий тохиолдолд хоёр урвал нэгэн зэрэг эсрэг чиглэлд явав. Ийм жишээ олон бий. Хамгийн алдартай нь аммиакийн синтезийн урвал 3H 2 + N 2 2NH 3; бусад олон урвалууд нь мөн буцах боломжтой, жишээлбэл, хүхрийн давхар исэл 2SO 2 + O 2 2 SO 3 исэлдэлт, органик хүчлүүдийн спирттэй урвалд орох гэх мэт.

Урвалын чиглэл нь урвалд оролцож буй бодисын концентрацаас хамаардаг бол урвалыг урвуу гэж нэрлэдэг. Жишээлбэл, гетероген катализаторын урвалын N2 + 3H2 = 2NH3 (1) тохиолдолд хийн ус дахь аммиакийн бага концентраци, азот, устөрөгчийн өндөр агууламжтай үед аммиак үүсдэг; эсрэгээр, аммиакийн өндөр концентрацитай үед энэ нь задарч, урвал эсрэг чиглэлд явагддаг. Урвуу урвал дууссаны дараа, өөрөөр хэлбэл, химийн тэнцвэрт байдалд хүрмэгц систем нь анхны материал болон урвалын бүтээгдэхүүнийг хоёуланг нь агуулна. Энэ урвал нь зөвхөн нэг чиглэлд тохиолдож болох бөгөөд эхлэлийн бодисыг бүтээгдэхүүн болгон бүрэн хувиргаснаар дуусдаг бол эргэлт буцалтгүй гэж нэрлэдэг; жишээ нь тэсрэх бодисын задрал юм. Нөхцөл байдлаас (температур, даралт) хамааран ижил урвал нь үндсэндээ эргэх боломжтой эсвэл бараг эргэлт буцалтгүй байж болно. Энгийн (нэг үе шаттай) урвуу урвал нь нэгэн зэрэг явагдах хоёр энгийн урвалаас бүрддэг бөгөөд тэдгээр нь зөвхөн химийн хувирлын чиглэлд бие биенээсээ ялгаатай байдаг. Шууд ажиглалт хийх боломжтой эцсийн урвалын чиглэл нь эдгээр харилцан урвалын аль нь илүү хурдтай байхаар тодорхойлогддог. Жишээлбэл, энгийн урвал N2O4 Û 2NO2 (2) нь N2O4?2NO2 ба 2NO2?N2O4 энгийн урвалуудаас бүрдэнэ. М.И.Тёмкин.

ХИМИЙН ТЭНЦВЭР.

Химийн тэнцвэрт байдал- урагшлах урвалын хурд (V 1) нь урвуу урвалын хурдтай (V 2) тэнцүү байх системийн төлөв байдал. Химийн тэнцвэрт байдалд бодисын концентраци өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Химийн тэнцвэрт байдал нь динамик шинж чанартай: урагш ба урвуу урвалууд тэнцвэрт байдалд зогсдоггүй.

Химийн тэнцвэрийн төлөв нь шууд (K 1) ба урвуу (K 2) урвалын тогтмолуудын харьцаа болох тэнцвэрийн тогтмолоор тоон хувьд тодорхойлогддог.

mA + nB  pC + dD урвалын хувьд тэнцвэрийн тогтмол нь

K = K 1 / K 2 = ([C] p [D] d) / ([A] m [B] n)

Тэнцвэрийн тогтмол байдал нь температур ба урвалд орох бодисын шинж чанараас хамаарна. Тэнцвэрийн тогтмол хэмжээ их байх тусам тэнцвэр нь шууд урвалын бүтээгдэхүүн үүсэх тал руу шилждэг. Тэнцвэрийн төлөв байдалд молекулууд мөргөлдөхөө больдоггүй бөгөөд тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэл зогсдоггүй, харин бодисын концентраци тогтмол хэвээр байна. Эдгээр концентрацийг тэнцвэр гэж нэрлэдэг.

Тэнцвэрийн концентраци- тэнцвэрт байдалд хүрсэн буцах химийн урвалд оролцож буй бодисын концентраци.

Тэнцвэрийн концентрацийг дөрвөлжин хаалтанд авсан бодисын томъёогоор илэрхийлнэ, жишээлбэл:

-тайтэнцвэр (H 2) \u003d эсвэл Ртэнцвэр (HI) = .

Бусад концентрацийн нэгэн адил тэнцвэрийн концентрацийг литр тутамд мольоор хэмждэг.

Хэрэв бид авч үзсэн жишээн дэх анхны бодисын бусад концентрацийг авсан бол тэнцвэрт байдалд хүрсний дараа бид тэнцвэрийн концентрацийн бусад утгыг авах байсан. Эдгээр шинэ утгууд (одоор тэмдэглэгдсэн) хуучин утгуудтай дараах байдлаар холбогдоно.

Ерөнхийдөө буцах урвалын хувьд

а A+ бБ г D+ еФ

тогтмол температурт тэнцвэрийн төлөвт хамаарал ажиглагдаж байна

Энэ харьцааг нэрлэдэг массын үйл ажиллагааны хууль, үүнийг дараах байдлаар томъёолсон болно.

Тогтмол температурт урвалын бүтээгдэхүүний тэнцвэрийн концентрацийн үржвэрийн коэффициентийг коэффициентүүдтэй тэнцүү хэмжээгээр авсан эхлэлийн бодисын тэнцвэрийн концентрацийн үржвэрт харьцуулсан харьцаа нь тогтмол байна. үнэ цэнэ.

Тогтмол утга ( TO ХАМТ) гэж нэрлэдэг тэнцвэрийн тогтмолэнэ хариу үйлдэл. Энэ хэмжигдэхүүнийг тэмдэглэсэн "c" индекс нь тогтмолыг тооцоолоход концентрацийг ашигласан болохыг харуулж байна.

Хэрэв тэнцвэрийн тогтмол хэмжээ их байвал тэнцвэр нь шууд урвалын бүтээгдэхүүн рүү, хэрэв бага бол эхлэл материал руу шилждэг. Хэрэв тэнцвэрийн тогтмол нь маш том бол тэд хариу үйлдэл гэж хэлдэг. бараг эргэлт буцалтгүй,Хэрэв тэнцвэрийн тогтмол нь маш бага бол урвал " бараг ажиллахгүй байна."
Тэнцвэрийн тогтмол - буцах урвал бүрийн хувьд утга нь зөвхөн тогтмол температурт тогтмол байна. Өөр өөр температурт ижил урвалын хувьд тэнцвэрийн тогтмол нь өөр өөр утгыг авдаг.
Массын үйл ажиллагааны хуулийн дээрх илэрхийлэл нь зөвхөн бүх оролцогчид нь хий эсвэл ууссан бодис байх урвалын хувьд хүчинтэй. Бусад тохиолдолд тэнцвэрийн тогтмол байдлын тэгшитгэл бага зэрэг өөрчлөгддөг.
Жишээлбэл, өндөр температурт урвуу урвал явагддаг

C (гр) + CO 2 2CO (г)

хатуу бал чулуу C (гр) оролцдог. Албан ёсоор массын үйл ажиллагааны хуулийг ашиглан бид энэ урвалын тэнцвэрийн тогтмолыг илэрхийлэх илэрхийлэл бичдэг. TO":

Реакторын ёроолд байрлах хатуу бал чулуу нь зөвхөн гадаргуугаас урвалд ордог бөгөөд түүний "баяжуулалт" нь бал чулууны массаас хамаардаггүй бөгөөд хийн хольц дахь бодисын аль ч харьцаанд тогтмол байдаг.

Тэгшитгэлийн баруун ба зүүн талыг энэ тогтмолоор үржүүлнэ.

Үр дүнгийн утга нь энэ урвалын тэнцвэрийн тогтмол юм.

Үүний нэгэн адил, өндөр температурт тохиолддог өөр нэг урвуу урвалын тэнцвэрт байдлын хувьд,

CaCO 3 (cr) CaO (cr) + CO 2 (г),

Бид тэнцвэрийн тогтмолыг олж авдаг

TO ХАМТ = .

Энэ тохиолдолд энэ нь зүгээр л нүүрстөрөгчийн давхар ислийн тэнцвэрт концентрацитай тэнцүү байна.

Хэмжилзүйн үүднээс авч үзвэл тэнцвэрийн тогтмол нь нэг физик хэмжигдэхүүн биш юм. Энэ нь тэнцвэрийн концентрациар дамжуулан тогтмолын тодорхой илэрхийллээс хамааран өөр өөр хэмжигдэхүүнтэй хэмжигдэхүүнүүдийн бүлэг юм. Жишээлбэл, бал чулууг нүүрстөрөгчийн давхар исэлтэй урвуу урвалд оруулахын тулд [ К в] = 1 моль/л, кальцийн карбонатын дулааны задралын урвалын тэнцвэрийн тогтмол нь ижил хэмжих нэгжтэй, иодын устөрөгчийн нийлэгжилтийн урвалын тэнцвэрийн тогтмол нь хэмжээсгүй утга юм. Ерөнхийдөө [ К в] = 1 (моль/л) n .

Химийн тэнцвэрт байдалд шилжих. Ле Шательегийн зарчим

Тэнцвэрт химийн системийг нэг тэнцвэрийн төлөвөөс нөгөөд шилжүүлэхийг нэрлэдэг химийн тэнцвэрийн шилжилт (шилжилт)., энэ нь системийн термодинамик параметрүүдийг өөрчлөх замаар хийгддэг - температур, концентраци, даралт.Тэнцвэрийг урагш чиглэлд шилжүүлэхэд бүтээгдэхүүний гарцын өсөлт, эсрэг чиглэлд шилжих үед буурдаг. урвалжийг хувиргах зэрэгт. Аль аль нь химийн инженерчлэлд ашигтай байж болно. Бараг бүх урвал тодорхой хэмжээгээр буцаах боломжтой байдаг тул үйлдвэрлэл, лабораторийн практикт хоёр асуудал гарч ирдэг: "ашигтай" урвалын бүтээгдэхүүнийг хамгийн их гарцаар яаж авах, "хортой" урвалын бүтээгдэхүүний гарцыг хэрхэн бууруулах вэ. Аль ч тохиолдолд тэнцвэрийг урвалын бүтээгдэхүүн рүү эсвэл эхлэлийн материал руу шилжүүлэх шаардлагатай болдог. Үүнийг хэрхэн хийхийг сурахын тулд аливаа урвуу урвалын тэнцвэрийн байрлалыг юу тодорхойлдогийг мэдэх хэрэгтэй.

Тэнцвэрийн байрлал нь дараахь зүйлээс хамаарна.
1) тэнцвэрийн тогтмол байдлын утга (өөрөөр хэлбэл урвалд орох бодис ба температурын шинж чанар дээр),
2) урвалд оролцож буй бодисын концентраци болон
3) даралт дээр (хийн системийн хувьд энэ нь бодисын агууламжтай пропорциональ байна).
Эдгээр бүх тэс өөр хүчин зүйлсийн химийн тэнцвэрт байдалд үзүүлэх нөлөөллийг чанарын хувьд үнэлэхийн тулд угаасаа бүх нийтийн шинж чанарыг ашигладаг. Ле Шательегийн зарчим(Францын физик химич, металлургич Анри Луис Ле Шателье үүнийг 1884 онд томъёолсон) бөгөөд энэ нь зөвхөн химийн төдийгүй аливаа тэнцвэрийн системд хамааралтай.

Хэрэв тэнцвэрт байдалд байгаа системд гаднаас нөлөөлсөн бол систем дэх тэнцвэрт байдал нь энэ нөлөөллийг хэсэгчлэн нөхөх чиглэлд шилжинэ.

Урвалд оролцож буй бодисын концентрацийн тэнцвэрт байдалд үзүүлэх нөлөөллийн жишээ болгон устөрөгчийн иодыг олж авах урвуу урвалыг авч үзье.

H 2 (g) + I 2 (g) 2HI (g) .

Тэнцвэрт байдалд байгаа массын үйл ажиллагааны хуулийн дагуу

Тодорхой тогтмол температурт 1 литр эзэлхүүнтэй реакторт урвалд оролцогч бүх хүмүүсийн концентраци ижил бөгөөд 1 моль/л ( = 1 моль/л; = 1 моль) байх тэнцвэрийг тогтоогоорой. /л; = 1 моль/л). Тиймээс энэ температурт TO ХАМТ= 1. Реакторын эзэлхүүн 1 литр тул n(H 2) \u003d 1 моль, n(I 2) \u003d 1 моль ба n(HI) = 1 моль. t 1-д дахин 1 моль HI-ийг реакторт оруулъя, түүний концентраци 2 моль/л болно. Гэхдээ хийхийн тулд TO ХАМТтогтмол хэвээр байвал устөрөгч ба иодын концентраци нэмэгдэх ёстой бөгөөд энэ нь тэгшитгэлийн дагуу устөрөгчийн иодын нэг хэсэг задралын улмаас л боломжтой юм.

2HI (g) \u003d H 2 (g) + I 2 (g).

Шинэ тэнцвэрт байдалд хүрэх мөчид t 2 задрах болно xмоль HI ба иймээс нэмэлт 0.5 xмоль H 2 ба I 2. Урвалд оролцогчдын тэнцвэрийн шинэ концентраци: = (1 + 0.5 x) моль/л; = (1 + 0.5 x) моль/л; = (2 - x) моль/л. Хэмжигдэхүүний тоон утгыг массын үйл ажиллагааны хуулийн илэрхийлэл болгон орлуулснаар бид тэгшитгэлийг олж авна.

Хаана x= 0.667. Тиймээс = 1.333 моль/л; = 1.333 моль/л; = 1.333 моль/л.

Урвалын хурд ба тэнцвэр.

A + B C + D урвуу урвал байг. Хэрэв бид шууд болон урвуу урвалууд нэг үе шатанд явагддаг гэж үзвэл эдгээр урвалын хурд нь урвалжуудын концентрацтай шууд пропорциональ байх болно: шууд урвалын хурд. v 1 = к 1 [A][B], урвуу урвалын хурд v 2 = к 2 [C][D] (дөрвөлжин хаалт нь урвалжуудын молийн концентрацийг заана). Шууд урвал явагдах тусам A ба В эхлэлийн бодисын концентраци тус тус буурч, шууд урвалын хурд мөн буурч байгааг харж болно. Эхний мөчид тэг (C ба D бүтээгдэхүүн байхгүй) урвуу урвалын хурд аажмаар нэмэгддэг. Эрт орой хэзээ нэгэн цагт урагшлах болон урвуу урвалын хурд тэнцүүлэх мөч ирнэ. Үүний дараа бүх бодисын концентраци - A, B, C, D цаг хугацаа өнгөрөхөд өөрчлөгддөггүй. Энэ нь урвал тэнцвэрт байдалд хүрсэн гэсэн үг бөгөөд цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөггүй бодисын концентрацийг тэнцвэрт байдал гэж нэрлэдэг. Гэхдээ бүх хөдөлгөөн зогсдог механик тэнцвэрт байдлаас ялгаатай нь химийн тэнцвэрт байдалд шууд ба урвуу урвал хоёулаа үргэлжилсээр байгаа боловч тэдгээрийн хурд тэнцүү байдаг тул системд ямар ч өөрчлөлт гарахгүй байх шиг байна. Тэнцвэрт хүрсний дараа урагшлах болон урвуу урвалын урсгалыг батлах олон арга бий. Жишээлбэл, тэнцвэрт байдалд байгаа устөрөгч, азот, аммиакийн холимогт бага зэрэг устөрөгчийн изотоп - дейтерий D 2 оруулбал мэдрэмтгий шинжилгээ нь аммиакийн молекулуудад дейтерийн атом байгаа эсэхийг шууд илрүүлэх болно. Эсрэгээр, хэрэв системд бага зэрэг суларсан аммиак NH 2 D оруулбал дейтерий нь HD ба D 2 молекул хэлбэрээр анхны бодисуудад шууд гарч ирнэ. Москвагийн Улсын Их Сургуулийн Химийн факультетэд өөр нэгэн гайхалтай туршилтыг хийжээ. Мөнгөн хавтанг мөнгөний нитратын уусмалд хийсэн бөгөөд өөрчлөлт ажиглагдаагүй. Дараа нь бага хэмжээний цацраг идэвхт мөнгөний ионыг уусмалд оруулсан бөгөөд үүний дараа мөнгөн хавтан цацраг идэвхт болсон. Энэ цацраг идэвхт бодисыг хавтанг усаар зайлж эсвэл давсны хүчлээр угаах замаар "угаах" боломжгүй юм. Зөвхөн азотын хүчлээр сийлбэрлэх эсвэл гадаргууг нарийн зүлгүүрээр механик аргаар боловсруулах нь идэвхгүй болгосон. Энэ туршилтыг тайлбарлах цорын ганц арга зам байдаг: металл ба уусмалын хооронд мөнгөний атомын тасралтгүй солилцоо байдаг, өөрөөр хэлбэл. системд Ag (тв) - e - \u003d Ag + буцах урвал байдаг. Тиймээс уусмалд цацраг идэвхт ион Ag + нэмсэнээр тэдгээрийг цахилгаан саармаг боловч цацраг идэвхт атом хэлбэрээр хавтан руу "суулгахад" хүргэсэн. Тиймээс хий эсвэл уусмалын хоорондох химийн урвалууд тэнцвэрт байдалд байгаа төдийгүй металлын уусах үйл явц, хур тунадас. Жишээлбэл, систем тэнцвэрт байдлаас хол байх үед хатуу бодисыг цэвэр уусгагчинд оруулахад хамгийн хурдан уусдаг. Энэ тохиолдолд- ханасан уусмалаас. Аажмаар уусах хурд буурч, нэгэн зэрэг урвуу үйл явцын хурд нэмэгддэг - бодисын уусмалаас талст тунадас руу шилжих шилжилт. Уусмалыг ханасан үед систем тэнцвэрт байдалд хүрч, уусах ба талсжих хурд тэнцүү байх ба тунадасны масс цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөггүй. Систем нь гадаад нөхцөл байдлын өөрчлөлтийг хэрхэн "сөрөх" вэ? Жишээлбэл, тэнцвэрийн хольцын температурыг халаах замаар нэмэгдүүлбэл систем өөрөө гаднах халаалтыг "сулруулж" чадахгүй ч түүний доторх тэнцвэрт байдал нь урвалын системийг тодорхой температурт халаах байдлаар шилждэг. тэнцэл өөрчлөгдөөгүй тохиолдолд илүү их дулааныг шаарддаг. Энэ тохиолдолд дулааныг шингээж авахын тулд тэнцвэрт байдал шилждэг, i.e. эндотермик урвал руу. Үүнийг "гадны нөлөөг сулруулах тогтолцооны хүсэл" гэж тайлбарлаж болно. Нөгөөтэйгүүр, тэгшитгэлийн зүүн ба баруун талд тэгш бус тооны хийн молекулууд байгаа бол даралтыг өөрчлөх замаар ийм систем дэх тэнцвэрт байдлыг өөрчлөх боломжтой. Даралт нэмэгдэхийн хэрээр тэнцвэр нь хийн молекулуудын тоо бага байх тал руу шилждэг (мөн ийм байдлаар гадны даралтыг "эсэргүүцдэг" юм). Хэрэв урвалын явцад хийн молекулын тоо өөрчлөгдөхгүй бол

(H 2 + Br 2 (g) 2HBr, CO + H 2 O (g) CO 2 + H 2), дараа нь даралт нь тэнцвэрийн байрлалд нөлөөлөхгүй. Температур өөрчлөгдөхөд урвалын тэнцвэрийн тогтмол байдал өөрчлөгддөг бол зөвхөн даралт өөрчлөгдөхөд энэ нь тогтмол хэвээр байдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Химийн тэнцвэрт байдлын өөрчлөлтийг урьдчилан таамаглахад Ле Шательегийн зарчмыг ашигласан хэд хэдэн жишээ. 2SO 2 + O 2 2SO 3 (d) урвал нь экзотермик юм. Температурыг нэмэгдүүлбэл SO 3-ийн эндотермик задралыг нэн тэргүүнд тавьж, тэнцвэрт байдал зүүн тийш шилжинэ. Хэрэв температурыг бууруулвал тэнцвэр баруун тийшээ шилжинэ. Тиймээс 2: 1-ийн стехиометрийн харьцаагаар авсан SO 2 ба O 2-ийн холимог ( см . стехиомеризм), 400 ° C-ийн температурт атмосферийн даралт нь ойролцоогоор 95% -ийн гарцтай SO 3 болж хувирдаг, өөрөөр хэлбэл. эдгээр нөхцлүүдийн тэнцвэрийн төлөв SO 3 руу бараг бүрэн шилжсэн. 600 ° C-т тэнцвэрийн хольц нь аль хэдийн 76% SO 3, 800 ° C-д зөвхөн 25% -ийг агуулдаг. Тийм ч учраас хүхрийг агаарт шатаах үед голчлон SO 2, зөвхөн 4% орчим SO 3 үүсдэг. Мөн урвалын тэгшитгэлээс харахад систем дэх нийт даралтын өсөлт нь тэнцвэрийг баруун тийш, даралт буурах үед тэнцвэрт байдал зүүн тийш шилжих болно.

Циклогексанаас устөрөгчийг ялган авах урвал нь бензол үүсэх

C 6 H 12 C 6 H 6 + 3H 2 нь хийн үе шатанд, мөн катализаторын оролцоотойгоор хийгддэг. Энэ урвал нь эрчим хүчний зарцуулалт (эндотермик), харин молекулуудын тоо нэмэгдэхэд явагддаг. Тиймээс температур ба даралтын нөлөө нь аммиакийн синтезийн үед ажиглагдсанаас шууд эсрэг байх болно. Тухайлбал: хольц дахь бензолын тэнцвэрийн концентраци нэмэгдэх нь температурын өсөлт, даралт буурахад нөлөөлдөг тул урвалыг үйлдвэрт бага даралт (2-3 атм) ба өндөр температурт (450-500) гүйцэтгэдэг. ° C). Энд температурын өсөлт нь "давхар таатай" юм: энэ нь зөвхөн урвалын хурдыг нэмэгдүүлээд зогсохгүй зорилтот бүтээгдэхүүн үүсэхэд тэнцвэрт байдалд шилжихэд хувь нэмэр оруулдаг. Мэдээжийн хэрэг, даралт (жишээлбэл, 0.1 атм хүртэл) илүү их буурах нь тэнцвэрийг баруун тийш шилжүүлэхэд хүргэнэ, гэхдээ энэ тохиолдолд реакторт хэтэрхий бага бодис байх болно, урвалын хурд мөн буурч, ингэснээр нийт бүтээмж нэмэгдэхгүй, харин буурах болно. Энэ жишээ нь эдийн засгийн үндэслэлтэй аж үйлдвэрийн синтез нь Скилла болон Чарибдис хоёрын хооронд амжилттай маневр гэдгийг дахин нэг удаа харуулж байна.

Le Chatelier-ийн зарчим нь титан, никель, гафни, ванадий, ниобий, тантал болон бусад өндөр цэвэршилттэй металлыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг галоген гэж нэрлэгддэг циклд "ажилладаг". Галогентэй металлын урвал, жишээлбэл, Ti + 2I 2 TiI 4 нь дулаан ялгарах замаар явагддаг тул температур нэмэгдэх тусам тэнцвэр зүүн тийш шилждэг. Ийнхүү 600°С-т титан амархан дэгдэмхий иодид үүсгэдэг (тэнцвэрт байдал баруун тийш шилждэг), 110°С-т иодид задарч (тэнцвэрт байдал зүүн тийш шилждэг) маш цэвэр металл ялгардаг. Ийм мөчлөг нь галоген чийдэн дээр ажилладаг бөгөөд вольфрам нь спиральаас ууршиж, хүйтэн хананд тогтсон галогентэй дэгдэмхий нэгдлүүдийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь халуун спираль дээр дахин задарч, вольфрам анхны байрандаа шилждэг.

Температур, даралтыг өөрчлөхөөс гадна тэнцвэрт байдалд нөлөөлөх өөр нэг үр дүнтэй арга бий. Үүнийг тэнцвэрийн хольцоос төсөөлөөд үз дээ

A + B C + D ямар ч бодис ялгардаг. Ле Шательегийн зарчмын дагуу систем нь ийм нөлөөлөлд шууд "хариу өгөх" болно: тэнцвэрт байдал нь тухайн бодисын алдагдлыг нөхөх байдлаар шилжиж эхэлнэ. Жишээлбэл, урвалын бүсээс C эсвэл D бодисыг (эсвэл хоёуланг нь нэг дор) салгавал тэнцвэр баруун тийш, А эсвэл В бодисыг зайлуулбал зүүн тийш шилжинэ. Аливаа бодисыг системд оруулах нь тэнцвэрийг өөр чиглэлд шилжүүлэх болно.

Бодисыг урвалын бүсээс зайлуулж болно янз бүрийн арга замууд. Жишээлбэл, устай нягт хаалттай саванд хүхрийн давхар исэл байгаа бол хийн, ууссан болон урвалд орсон хүхрийн давхар ислийн хооронд тэнцвэр үүснэ.

O 2 (г) SO 2 (p) + H 2 O H 2 SO 3. Хэрэв савыг онгойлговол хүхрийн давхар исэл аажмаар ууршиж, үйл явцад оролцох боломжгүй болно - хүхрийн хүчил бүрэн задрах хүртэл тэнцвэр нь зүүн тийш шилжиж эхэлнэ. Нимбэгтэй ус эсвэл рашаантай лонх онгойлгох бүрт ижил төстэй үйл явц ажиглагдаж болно: CO 2 (г) CO 2 (p) + H 2 O H 2 CO 3-ийн баланс CO 2 ууршимхайрах үед зүүн тийш шилжинэ.

Системээс урвалжийг зайлуулах нь зөвхөн хийн бодис үүсэхээс гадна нэг буюу өөр урвалжийг тунадас үүсгэдэг уусдаггүй нэгдэл үүсэх замаар холбох боломжтой юм. Жишээлбэл, илүүдэл кальцийн давсыг CO 2 усан уусмалд оруулбал Ca 2+ ионууд нь нүүрстөрөгчийн хүчилтэй урвалд орж CaCO 3-ийн тунадас үүсгэдэг; CO 2 (p) + H 2 OH 2 CO 3 тэнцвэрт байдал нь усанд ууссан хий үлдэхгүй болтол баруун тийш шилжих болно.

Мөн урвалж нэмэх замаар тэнцвэрийг өөрчилж болно. Тиймээс FeCl 3 ба KSCN-ийн шингэрүүлсэн уусмалыг шавхах үед төмрийн тиоцианат (тиоцианат) үүссэний үр дүнд улаавтар улбар шар өнгө гарч ирдэг.

FeCl 3 + 3KSCN Fe(SCN) 3 + 3KCl. Хэрэв уусмалд нэмэлт FeCl 3 эсвэл KSCN нэмбэл уусмалын өнгө нэмэгдэх бөгөөд энэ нь тэнцвэрт байдал баруун тийш шилжиж байгааг илтгэнэ (гадны нөлөөллийг сулруулж байгаа мэт). Хэрэв уусмалд илүүдэл KCl нэмбэл тэнцвэр нь зүүн тийш шилжиж, өнгө нь цайвар шар өнгөтэй болно.

Ле Шательегийн зарчмыг томъёолохдоо зөвхөн тэнцвэрт байдалд байгаа системүүдийн хувьд гадны нөлөөллийн үр дүнг урьдчилан таамаглах боломжтой гэж заасан байдаг. Хэрэв энэ заалтыг үл тоомсорловол бүрэн буруу дүгнэлт хийхэд амархан байдаг. Жишээлбэл, хатуу шүлтүүд (KOH, NaOH) нь их хэмжээний дулаан ялгаруулж усанд уусдаг нь мэдэгдэж байгаа - уусмал нь төвлөрсөн хүхрийн хүчлийг устай холихтой адил бараг халдаг. Хэрэв бид энэ зарчим нь зөвхөн тэнцвэрийн системд хамаатай гэдгийг мартвал температур нэмэгдэхийн хэрээр KOH-ийн усанд уусах чадвар буурах ёстой гэсэн буруу дүгнэлт хийж болно, учир нь тунадас ба ханасан уусмалын хоорондох тэнцвэрт байдал яг ийм шилжилттэй байдаг. "гадны нөлөөлөл сулрахад" хүргэдэг. Гэсэн хэдий ч KOH-ийг усанд уусгах үйл явц нь тэнцвэрт байдалд байдаггүй, учир нь үүнд усгүй шүлт оролцдог бол ханасан уусмалтай тэнцвэрт тунадас нь KOH гидратууд (гол төлөв KOH 2H 2 O) байдаг. Энэ гидратыг тунадасаас уусмал руу шилжүүлэх нь эндотермик процесс, i.e. Уусмалыг халаах биш харин хөргөх замаар дагалддаг тул энэ тохиолдолд Ле Шательегийн тэнцвэрт үйл явцын зарчим биелнэ. Үүнтэй адил усгүй давс - CaCl 2, CuSO 4 гэх мэтийг усанд уусгахад уусмал халааж, талст гидрат CuSO 4 5H 2 O, CaCl 2 6H 2 O уусвал хөргөнө.

Ле Шательегийн зарчмыг буруугаар ашигласан өөр нэг сонирхолтой бөгөөд сургамжтай жишээг сурах бичиг, алдартай уран зохиолоос олж болно. Хэрэв бор азотын давхар исэл NO 2 ба өнгөгүй N 2 O 4 тетроксидын тэнцвэрийн холимогийг тунгалаг хийн тариурт хийж, дараа нь хийн поршений тусламжтайгаар хурдан шахвал өнгөний эрч хүч тэр даруй нэмэгдэж, хэсэг хугацааны дараа (хэдэн арван удаа) болно. секунд) эхэндээ хүрэхгүй ч гэсэн дахин сулрах болно. Энэ туршлагыг ихэвчлэн дараах байдлаар тайлбарладаг. Хольцыг хурдан шахах нь даралтыг нэмэгдүүлж, улмаар хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийн концентрацийг нэмэгдүүлдэг тул хольц нь бараан өнгөтэй болдог. Гэхдээ даралтын өсөлт нь Ле Шательегийн зарчмын дагуу 2NO 2 N 2 O 4 систем дэх тэнцвэрийг өнгөгүй N 2 O 4 руу шилжүүлдэг (молекулуудын тоо буурдаг), ингэснээр хольц аажмаар гэрэлтэж, шинэ түвшинд ойртоно. даралт нэмэгдсэнтэй тохирч байгаа тэнцвэрийн байрлал.

Энэхүү тайлбарын алдаа нь N 2 O 4-ийн диссоциаци ба NO 2-ийн димеризаци гэсэн хоёр урвал маш хурдан явагддаг тул тэнцвэр нь секундын саяны нэгээр тогтдог тул түлхэх боломжгүй байдагтай холбоотой юм. поршений тэнцвэрийг алдагдуулахаар маш хурдан. Энэ туршлагыг өөр өөрөөр тайлбарладаг: хийн шахалт нь температурын мэдэгдэхүйц өсөлтийг үүсгэдэг (унадаг дугуйны насосоор дугуйг шахах шаардлагатай болсон хүн бүр энэ үзэгдлийг мэддэг). Мөн Le Chatelier-ийн ижил зарчмын дагуу тэнцвэр нь дулаан шингээхтэй холбоотой эндотермик урвал руу шууд шилждэг. N 2 O 4-ийн диссоциаци руу - хольц нь бараан өнгөтэй болно. Дараа нь тариур дахь хий аажмаар тасалгааны температурт хөргөж, тэнцвэр нь тетроксид руу дахин шилждэг - хольц нь илүү гэрэл гэгээтэй болно.

Ле Шательегийн зарчим нь химитэй ямар ч холбоогүй тохиолдолд сайн ажилладаг. Хэвийн үйл ажиллагаатай эдийн засагт гүйлгээнд байгаа мөнгөний нийт хэмжээ нь энэ мөнгөөр худалдаж авч болох бараатай тэнцвэртэй байна. “Гадны нөлөөлөл” нь Засгийн газар өр барагдуулахын тулд илүү их мөнгө хэвлэх хүсэл юм бол яах вэ? Ле Шательегийн зарчмын дагуу бараа, мөнгөний тэнцвэрт байдлыг өөрчлөх замаар иргэдийн илүү их мөнгөтэй байх таашаал ханамжийг сулруулна. Тодруулбал, бараа, үйлчилгээний үнэ өсөж, ийм байдлаар шинэ тэнцвэрт байдалд хүрнэ. Өөр нэг жишээ. АНУ-ын нэгэн хотод хурдны замыг өргөтгөх, уулзвар барих замаар байнгын түгжрэлээс ангижрахаар шийджээ. Энэ нь хэсэг хугацаанд тусалсан боловч дараа нь баяр хөөртэй оршин суугчид илүү олон машин худалдаж авч эхэлсэн тул замын түгжрэл удалгүй дахин гарч ирэв - гэхдээ замууд болон илүү олон машинуудын хооронд шинэ "тэнцвэрийн байрлал" бий болсон.

Тиймээс бид химийн тэнцвэрт байдлыг өөрчлөх аргуудын талаар үндсэн дүгнэлтийг гаргах болно.

Ле Шательегийн зарчим. Хэрэв тэнцвэрт байдалд байгаа системд гадны нөлөөлөл (концентраци, температур, даралтын өөрчлөлт) хийгдвэл энэ нөлөөг сулруулдаг хоёр эсрэг урвалын аль нэгнийх нь урсгалыг дэмждэг.

	V 1
A+B		IN
	V 2

1. Даралт. Даралтын өсөлт (хийн хувьд) тэнцвэрийг эзлэхүүнийг багасгах урвал руу шилжүүлдэг (өөрөөр хэлбэл цөөн тооны молекул үүсэх).

2. Температурын өсөлт нь тэнцвэрийн байрлалыг эндотермик урвал руу (жишээ нь дулаан шингээх урвал руу) шилжүүлдэг.

3. Эхлэх бодисын концентраци нэмэгдэж, урвалын бөмбөрцөгөөс бүтээгдэхүүнийг зайлуулах нь тэнцвэрийг шууд урвал руу шилжүүлдэг. [A] эсвэл [B] эсвэл [A] ба [B] эхлэл материалын концентрацийг нэмэгдүүлэх: V 1 > V 2 .

Катализатор нь тэнцвэрт байдалд нөлөөлдөггүй.

Ле Шательегийн зарчим.
Энэ сэдвийг судлахдаа би бүх амьд биетүүдийн тэнцвэрт байдал, нөхөн төлбөрийг хүсч буй жишээг үргэлж харуулахыг хүсдэг. Жишээ нь: хулганы популяцийн өөрчлөлт - самар жил - хулганад хоол хүнс ихтэй, хулганын тоо толгой хурдацтай өсч байна. Хулганы тоо нэмэгдэхийн хэрээр хүнсний хэмжээ багасч, мэрэгч амьтад хуримтлагдсаны үр дүнд хулгануудын дунд янз бүрийн халдварт өвчин гарч эхэлдэг тул мэрэгчдийн тоо толгой аажмаар буурч байна. Тодорхой хугацааны дараа төрсөн болон үхэж буй хулгануудын тоо динамик тэнцвэрт байдал бий болж, гадаад, таатай эсвэл тааламжгүй нөхцөл байдлын нөлөөн дор энэ тэнцвэрт байдал нэг чиглэлд эсвэл өөр чиглэлд шилжиж болно.

Хүний биед биохимийн процесс явагддаг бөгөөд үүнийг мөн Ле Шательегийн зарчмаар зохицуулж болно. Заримдаа ийм урвалын үр дүнд бие махбодид хортой бодис үүсч, тодорхой өвчин үүсгэдэг. Энэ үйл явцыг хэрхэн урьдчилан сэргийлэх вэ?

Гомеопати гэх мэт эмчилгээний аргыг санацгаая. Энэ арга нь их хэмжээний тунгаар үүсгэдэг эмийг маш бага тунгаар хэрэглэх явдал юм эрүүл хүнзарим өвчний шинж тэмдэг. Энэ тохиолдолд эмийн хор хэрхэн ажилладаг вэ? Хүсээгүй урвалын бүтээгдэхүүнийг биед нэвтрүүлж, Ле Шательегийн зарчмын дагуу тэнцвэр нь эхлэлийн бодис руу шилждэг. Бие махбодид өвдөлттэй эмгэг үүсгэдэг процесс унтардаг.

Практик хэсэг.

Судалж буй сэдвийг өөртөө шингээх түвшинг хянах нь тест хэлбэрээр явагддаг. Товч бөгөөд нарийн томъёолсон, стандартчилагдсан даалгаврын тестийн систем бөгөөд тэдгээрийн заримыг нь хязгаарлагдмал хугацаанд өгөх ёстой, богино бөгөөд нарийн хариултыг онооны системээр үнэлдэг. Тестийг эмхэтгэхдээ би дараах түвшинд анхаарлаа хандуулсан.

Энэ түвшний оюутнуудын нөхөн үржихүйн үйл ажиллагаа нь ихэвчлэн ой санамж дээр суурилдаг.
Энэ түвшний үр бүтээлтэй амжилт нь оюутнуудаас судалж буй томъёолол, үзэл баримтлал, хууль тогтоомжийг ойлгох, тэдгээрийн хоорондын харилцаа холбоог тогтоох чадварыг шаарддаг.
Бүтээлч байдал - одоо байгаа мэдлэг дээр үндэслэн урьдчилан таамаглах, дизайн хийх, дүн шинжилгээ хийх, дүгнэлт гаргах, харьцуулах, ерөнхий дүгнэлт хийх чадвар.

Туршилтууд хаалттай төрөл эсвэл өгөгдсөн хувилбаруудаас тухайн хүн зөв хариултыг сонгох ёстой тестүүд.

A) Нөхөн үржихүйн түвшин: өөр хариулт бүхий тестүүд бөгөөд үүнд тухайн хүн тийм эсвэл үгүй гэж хариулах ёстой. 1 оноо.

Фосфорын шаталтын урвал

энэ нь буцах урвал юм

a) тийм б) үгүй

задралын урвал

кальцийн карбонат нь

урвуу урвал

a) тийм б) үгүй

Температурын өсөлт

задралыг дэмждэг

мөнгөн усны хувьд мөнгөн усны исэл II

ба хүчилтөрөгч

a) тийм б) үгүй

Амьд системд

буцаах боломжтой

ба эргэлт буцалтгүй үйл явц

a) тийм б) үгүй.

Олон сонголттой тестүүд

Ямар системд даралт ихсэх үед химийн тэнцвэрт байдал баруун тийш шилжих вэ?

2HI(g)↔H2(g)+I2(g)
C (тв) + S2 (g) ↔CS2 (g)
C3H6(g)+H2(g)↔С3H8(г)
H2(g)+F2(g)↔2HF(g) 1 оноо

CO2(g)+C(tv)↔2SO(g)-173kJ урвалын бүтээгдэхүүн рүү шилжинэ.

температурын өсөлт
катализатор ашиглан
температурыг бууруулах; 1 оноо

Систем дэх химийн тэнцвэрийн төлөв байдлын тухай

H2(g)+J2(g)↔2HJ(g)-Q

нөлөөлөхгүй

даралт ихсэх
иодын концентраци нэмэгдэх
температурын өсөлт
температур буурах; 1 оноо

Аль системд устөрөгчийн концентраци нэмэгдэх нь химийн тэнцвэрт байдлыг зүүн тийш шилжүүлэх вэ?

C(tv)+2H2(g)↔СH4(g)
2NH3(г)↔N2(г)+3Н2(г)
2Н2(г)+О2(г)↔2Н2О(г)
FeO(хатуу)+H2(g)↔Fe+H2O(g) 1 оноо

Аль системд даралт ихсэх нь химийн тэнцвэрт өөрчлөлтөд нөлөөлөхгүй вэ?

H2(g)+J2(g)↔2HJ(г)
SO2(г)+H2O(l)↔H2SO3(г)
CH4(г)+H2O(г)↔CO(г)+3Н2(г)
4HCl(g)+O2(g)↔2H2O(g)+2Сl2(г) 1 оноо

Систем дэх химийн тэнцвэрт байдлын талаар

N2+3H2↔2NH3+Q

ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй

температурын өсөлт
даралт ихсэх
урвалын бүсээс аммиакийг зайлуулах
катализаторын хэрэглээ 1 оноо

Систем дэх химийн тэнцвэрт байдал

2NO+O2↔2NO2+Q

үед урвалын бүтээгдэхүүн үүсэх тал руу шилждэг

даралт ихсэх
температурын өсөлт
даралтын уналт
катализаторын хэрэглээ 1 оноо

Бүтээгдэхүүний гарцыг нэмэгдүүлэхийн тулд SO2-ыг SO3-д исэлдүүлэх үе шатанд хүхрийн хүчил үйлдвэрлэхэд

хүчилтөрөгчийн концентрацийг нэмэгдүүлэх
температурыг нэмэгдүүлэх
цусны даралтыг бууруулах
катализаторыг нэвтрүүлэх; 1.5 оноо

(пи-бонд 65 ккал/моль, ялгаа H-H 104 ккал/моль) хоёрыг үүсгэнэ C-H бонд 98+98=196ккал/моль

урвалын хольцыг халаах үед

тэнцвэр баруун тийш шилжих болно
тэнцвэр зүүн тийш шилжих болно
тэнцвэр нь ижил магадлалтай хоёр чиглэлд урсах болно
эдгээр бодисууд нь тогтоосон нөхцөлд тэнцвэрт байдалд ороогүй; 1.5 оноо

Систем дэх химийн тэнцвэрт байдал

2NO2↔2NO+O2-Q

эхлэл материал үүсэх тал руу шилждэг

1) даралт ихсэх

температурын өсөлт
даралтын уналт
катализатор ашиглах; 1 оноо

Систем дэх тэнцвэрийг баруун тийш шилжүүлэх

2NH3↔N2+3H2-Q

нөлөөтэй

температурын уналт
даралт ихсэх
катализатор ашиглах
температурын өсөлт; 1 оноо

Буцах боломжгүй урвал нь тэгшитгэлтэй тохирч байна

азот + устөрөгч = аммиак
ацетилен + хүчилтөрөгч = нүүрстөрөгчийн давхар исэл + ус
устөрөгч + иод = устөрөгч иод
хүхрийн давхар исэл + хүчилтөрөгч = хүхрийн ангидрид; 1.5 оноо

Олон сонголттой тестүүд, энэ хугацаанд субъект 1-2 зөв хариултыг сонгох эсвэл хариултыг сонгохдоо санал болгож буй 2 нөхцөлийг тааруулах ёстой.

Даралт ихсэх, температур буурах зэрэг аль системд химийн тэнцвэрт урвалын бүтээгдэхүүн рүү шилжих вэ?

N2+O2↔2NO-Q
N2+3H2↔2NH3+Q
H2+CL2↔2HCL+Q
C2H2↔2C(tv)+H2-Q 1.5 оноо

Систем дэх химийн тэнцвэрт байдал

+ -

NH3+H2O↔NH4+OH

Усан уусмалд аммиак нэмэхэд аммиак үүсэх тал руу шилжинэ

натрийн хлорид
натрийн гидроксид
давсны хүчил
хөнгөн цагаан хлорид; 1.5 оноо

H2SO4

19) Этилен гидратжуулах урвал CH2=CH2+H2O ↔ нь том хэмжээтэй байна. практик үнэ цэнэ, гэхдээ энэ нь буцаах чадвартай тул урвалын тэнцвэрийг баруун тийш шилжүүлэх шаардлагатай

температурыг нэмэгдүүлэх (> 280 градус)
урвалын хольц дахь усны хэмжээг багасгах
даралтыг нэмэгдүүлэх (80 гаруй атмосфер)
хүчиллэг катализаторыг цагаан алтаар солих; 1 оноо

Бутаныг усгүйжүүлэх урвал нь эндотермик юм. Урвалын тэнцвэрийг баруун тийш шилжүүлэхийн тулд

цагаан алт гэх мэт илүү идэвхтэй катализаторыг ашиглах
температурыг бууруулах
даралтыг нэмэгдүүлэх
температурыг нэмэгдүүлэх 1 оноо

Цууны хүчлийн метанолтой харилцан үйлчлэхэд эфир ба ус үүсэх урвалын хувьд тэнцвэрийн зүүн тийш шилжих хөдөлгөөнийг дараах байдлаар дэмжинэ.

тохиромжтой катализатор
төвлөрсөн хүхрийн хүчил нэмэх
усгүйжүүлсэн эхлэлийн материалыг ашиглах
эфир нэмэх; 1.5 оноо

Хасагдах тестүүд

Тэнцвэрийн өөрчлөлтөд нөлөөлж байна

даралтын өөрчлөлт
катализатор ашиглах
урвалд оролцож буй бодисын концентрацийн өөрчлөлт
температурын өөрчлөлт; 1 оноо

Даралт ихсэх эсвэл буурах нь урвал дахь химийн тэнцвэрт өөрчлөлтөд нөлөөлдөг

дулаан ялгарахтай хамт явна
хийн бодисуудтай холбоотой урвал
Эзлэхүүн буурах замаар явагдах урвал
эзлэхүүний өсөлттэй холбоотой хариу урвал; 1.5 оноо

Урвал нь эргэлт буцалтгүй юм

нүүрс шатаах
шатаах фосфор
азот ба устөрөгчөөс аммиакийн нийлэгжилт
метан шатаах; 1.5 оноо

Бүлэглэх тестүүдөгөгдсөн шалгуурын дагуу хуваарилагдах ёстой томьёо, тэгшитгэл, нэр томъёоны жагсаалтыг оруулах

Температурын өсөлт, даралт буурах үед химийн тэнцвэрт байдал систем дэх баруун тийш шилжинэ.

H2(g)+S(g)↔H2S(g)+Q
2SO2(г)+O2(г)↔2SO3(г)+Q
2NH3(g)↔N2(g)+3H2(g)-Q
2HCL(g)↔H2(g)+CL2(g)-Q; 2 оноо

Пропенийг устөрөгчжүүлэх урвал нь экзотермик юм. Химийн тэнцвэрийг баруун тийш шилжүүлэхийн тулд зайлшгүй шаардлагатай

температурын уналт
даралт ихсэх
устөрөгчийн концентраци буурах
пропенийн концентраци буурах; 1 оноо

Дагаж мөрдөх даалгавар.

Тест хийхдээ субъектээс хэд хэдэн боломжит хариулт бүхий хоёр жагсаалтын элементүүдийг тааруулахыг хүснэ.

Урвалын тэнцвэр баруун тийш шилжинэ. Дараалалд оруулах.

A) CO + CL2 ↔ COCL2 (g) + Q 1) Даралт ихсэх үед

B) N2+3H2↔2NH3+Q 2) Температур нэмэгдэхэд

C) CO2 + C (хатуу) ↔2CO-Q 3) Даралт буурах үед

D) N2O(g)+S(t)↔2N2(g) 4) Холбоо барих талбай ихсэх үед; 2 оноо

Урвалын тэнцвэр нь урвалын бүтээгдэхүүн үүсэх тал руу шилждэг. Дараалалд оруулах.

A) CH4 ↔ C + 2H2-Q 1) Устөрөгчийн концентраци ихсэх үед

B) 2H2 + O2 ↔ 2H2O (g) + Q 2) Температур нэмэгдэхэд

C) CH3OH + CH3COOH↔CH3COOCH3 3) Даралт буурах үед

D) N2+O2↔2NO-Q 4) Эфир нэмэх үед

5) Согтууруулах ундаа нэмэх үед; 2 оноо
Нээлттэй эсвэл нээлттэй тестүүд, үүнд субьект тэгшитгэлийн тодорхойлолтын тухай ойлголтыг нэмэх эсвэл нотлох баримтад бие даасан дүгнэлт гаргах шаардлагатай.

Энэ төрлийн даалгавар нь эцсийн, хамгийн үнэ цэнэтэй хэсгийг бүрдүүлдэг Туршилтуудыг ашиглаххимийн чиглэлээр.

Нэмэлт даалгаврууд.

Субъект нь даалгаварт заасан хязгаарлалтыг харгалзан хариултыг боловсруулах ёстой.

Урвуу болон экзотермиктэй холбоотой урвалын тэгшитгэлийг нэгэн зэрэг нэмнэ

A) Натрийн гидроксид + Азотын хүчил

B) Устөрөгч + Иод

C) Азот + Устөрөгч

D) Хүхрийн давхар исэл + Хүчилтөрөгч

E) Нүүрстөрөгчийн давхар исэл + Нүүрстөрөгч 2 оноо

Температурын өсөлт нь тэнцвэрт байдал баруун тийш шилжихэд хүргэдэг урвуу урвалуудыг сонгох схемийн дагуу урвалын тэгшитгэлийг бич.

1 2 3 4

N2 → NO→ NO2→ HNO3→ NH4NO3 2 оноо

Үнэгүй илтгэлийн тестүүд.

Субьект хариултыг бие даан томъёолох ёстой, учир нь даалгаварт тэдэнд ямар ч хязгаарлалт тавьдаггүй.

31) Систем дэх тэнцвэрийг баруун тийш шилжүүлэх хүчин зүйлсийг жагсаа.

CO + 2H2↔ CH3OH(g)+Q 2 оноо

32) Систем дэх эхлэлийн бодис үүсэхэд тэнцвэрийг шилжүүлэх хүчин зүйлсийг жагсаана уу.

C (tv) + 2H2 (g) ↔CH4 (g) + Q 2 оноо

Туршилтын хариултууд.

Туршилтын дугаар Зөв хариулт

B-1
G-3.4

А-2.3

B-1
G-2

B- N2+3H2↔2NH3+Q

Г-2SO2+O2↔2SO3+Q

1) N2+O2↔2NO-Q

2) 2NO+O2↔2NO2+Q

3) 4NO2+2H2O+O2↔4HNO3+Q

4) NH3+HNO3=NH4NO3

анхны хариу үйлдэл

CO+2H2↔CH3OH+Q

Дараах тохиолдолд тэнцвэр баруун тийш шилжинэ.

температурын бууралт
даралт ихсэх
CO-ийн концентрацийг нэмэгдүүлэх
H2 концентрацийн өсөлт
архины концентраци буурах

C+2H2↔CH4+Q

Урвалын тэнцвэр нь эхлэх бодис руу шилждэг: 1) температурын өсөлт

2) даралтыг бууруулах

3) устөрөгчийн концентрацийг бууруулах

4) метаны агууламж нэмэгдэх.

Ном зүй

Ахметов, М.А.Туршилтын хэлбэрээр органик химийн даалгавар, дасгалын систем [Текст] / М.А.Ахметов, И.Н.Прохоров.-Ульяновск: IPKPRO, 2004.
Габриелян, О.С.Сургуулийн химийн орчин үеийн дидактик, лекц №6 [Текст] / О.С.Габриелян, В.Г.Краснова, С.Т.Сладков.// Хими, байгалийн ухааны багш нарт зориулсан сонин ( Хэвлэх үйлдвэр"Есдүгээр сарын нэг") -2007.- No 22.-p.4-13.
Каверина, А.А.Улсын нэгдсэн шалгалтанд бэлтгэх сургалтын болон сургалтын хэрэглэгдэхүүн. Хими [Текст] / А.А. Каверина нар - М .: Оюуны төв, 2004.-160-аад он.
Каверина, А.А.Улсын нэгдсэн шалгалт 2009. Хими [Текст] / А.А.Каверина, А.С.Корощенко, Д.Ю.Добротин / FIPI.-M .: Оюуны төв, 2009.-272 х.
Линсон, I.A.Химийн урвал, дулааны эффект, тэнцвэр, хурд [Текст] / I. A. Leenson. M .: Astrel, 2002.-190-аад он.
Радецки, А.М. 8-11-р ангийн химийн шалгалтын ажил: багшид зориулсан гарын авлага [Текст] / A.M. Radetsky. М.: Гэгээрэл, 2009.-272х.
Рябинина, О.А.Ле Шателье зарчмын үзүүлбэр [Текст] / О.О.Рябинина, А.Илларионов//Сургууль дахь хими.-2008.- No7.-х.64-67.
Тушина.Е.Н.Ле Шательегийн зарчим ба эмчилгээний зарим аргууд [Текст] / Е.Н.Тушина.// Сургууль дахь хими.-1993. No 2.-х.54.
Шелинский, Г.И.Химийн үйл явцын онолын үндэс [Текст] / Г.И.Шелинский. М.: Гэгээрэл, 1989.-234х.
Стреплер, Г.И.Химийн өмнөх профайлын сургалт [Текст]

/ Г.И.Штремплер. М .: тоодог, 2007.-253х.

>> Хими: Урвуу ба эргэлт буцалтгүй урвалууд

CO2 + H2O = H2CO3

Үүссэн хүчиллэг уусмалыг tripod дээр үлдээгээрэй. Хэсэг хугацааны дараа хүчил нь анхны бодис болж задарснаар уусмал дахин ягаан өнгөтэй болсныг бид харах болно.

Хэрэв гуравны нэг нь нүүрстөрөгчийн хүчлийн уусмал байвал энэ процесс илүү хурдан явагдана. Үүний үр дүнд нүүрстөрөгчийн хүчлийг олж авах урвал нь урагш ба эсрэг чиглэлд явагддаг, өөрөөр хэлбэл буцах боломжтой байдаг. Урвалын урвуу байдлыг хоёр эсрэг чиглэлтэй сумаар заана.

Химийн хамгийн чухал бүтээгдэхүүнийг бэлтгэх үндсэн урвуу урвалуудын дотроос хүхрийн исэл (IV) ба хүчилтөрөгчөөс хүхрийн исэл (VI) нийлэгжүүлэх (нийлмэл) урвалыг жишээ болгон дурдъя.

1. Урвуу ба эргэлт буцалтгүй урвалууд.

2. Бертоллегийн дүрэм.

Догол мөрийн текстэд дурдсан шаталтын урвалын тэгшитгэлийг бичиж, эдгээр урвалын үр дүнд анхдагч бодисууд үүссэн элементүүдийн исэлүүд үүсдэг болохыг олж мэдээрэй.

Төлөвлөгөөний дагуу догол мөрний төгсгөлд гүйцэтгэсэн сүүлийн гурван урвалын тодорхойлолтыг өгнө үү: a) урвалж, бүтээгдэхүүний шинж чанар, тоо; б) нэгтгэсэн байдал; в) чиглэл: г) катализатор байгаа эсэх; д) дулаан ялгаруулах буюу шингээх

Догол мөрийн текстэд санал болгож буй шохойн чулууг шарах урвалын тэгшитгэлд ямар алдаа гарсан бэ?

Нэгдлийн урвалууд нь дүрмээр бол экзотермик урвал байх болно гэсэн мэдэгдэл хэр үнэн бэ? Сурах бичгийн текстэд өгөгдсөн баримтуудыг ашиглан өөрийн үзэл бодлыг зөвтгөөрэй.

Хичээлийн агуулга хичээлийн хураангуйдэмжих хүрээ хичээл танилцуулга хурдасгах арга интерактив технологи Дасгал хийх даалгавар, дасгалууд өөрийгөө шалгах семинар, сургалт, кейс, даалгавар бие даалтын асуулт Зураглал аудио, видео клип, мультимедиагэрэл зураг, зургийн график, хүснэгт, бүдүүвч хошигнол, анекдот, хошигнол, комик сургаалт зүйрлэл, хэллэг, кроссворд, ишлэл Нэмэлтүүд хураангуйөгүүлэл, эрэл хайгуулд зориулсан чип, сурах бичиг, бусад нэр томьёоны үндсэн болон нэмэлт тайлбар толь Сурах бичиг, хичээлийг сайжруулахсурах бичгийн алдааг засахсурах бичгийн хэсэгчилсэн хэсгийг шинэчлэх, хуучирсан мэдлэгийг шинэ зүйлээр солих хичээл дэх инновацийн элементүүд Зөвхөн багш нарт зориулагдсан төгс хичээлүүд хуанлийн төлөвлөгөөхэлэлцүүлгийн хөтөлбөрийн жилийн арга зүйн зөвлөмж Нэгдсэн хичээлүүд

Кодлогчийн сэдвүүд: буцах ба эргэлт буцалтгүй урвалууд. химийн тэнцвэр. Төрөл бүрийн хүчин зүйлийн нөлөөн дор химийн тэнцвэрт байдлын нүүлгэн шилжүүлэлт.

Урвуу урвалын боломжийн дагуу химийн урвалыг буцах ба эргэлт буцалтгүй гэж хуваадаг.

Урвуу химийн урвалууд өгөгдсөн нөхцөлд бүтээгдэхүүнүүд нь бие биетэйгээ харилцан үйлчлэх урвалууд юм.

эргэлт буцалтгүй урвалууд Эдгээр нь өгөгдсөн нөхцөлд бүтээгдэхүүнүүд хоорондоо харилцан үйлчлэх боломжгүй урвал юм.

талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл химийн урвалын ангилалуншиж болно.

Бүтээгдэхүүний харилцан үйлчлэлийн магадлал нь үйл явцын нөхцлөөс хамаарна.

Тэгэхээр систем бол нээлттэй, өөрөөр хэлбэл -тай солилцдог орчинбодис ба энерги хоёулаа, дараа нь жишээлбэл, хий үүсэх химийн урвалууд эргэлт буцалтгүй болно. Жишээлбэл , хатуу натрийн бикарбонатыг шохойжуулах үед:

2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

хийн нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь урвалын бүсээс ялгарч, ууршдаг. Тиймээс ийм хариу үйлдэл үзүүлэх болно эргэлт буцалтгүйэдгээр нөхцөлд. Хэрэв бид авч үзвэл хаалттай систем , аль чадахгүйхүрээлэн буй орчинтой бодис солилцох (жишээлбэл, урвал явагддаг хаалттай хайрцаг), дараа нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл урвалын бүсээс гарч чадахгүй бөгөөд ус, натрийн карбонаттай харилцан үйлчилнэ, дараа нь урвал буцах боломжтой болно. эдгээр нөхцөлүүд:

2NaHCO 3 ⇔ Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

Санаж үз урвуу урвалууд. Урвуу урвалыг схемийн дагуу явуулцгаая.

aA + bB = cC + dD

Массын үйл ажиллагааны хуулийн дагуу урагшлах урвалын хурдыг: v 1 =k 1 ·C A a ·C B b, урвуу урвалын хурд: v 2 =k 2 ·C C c ·C D d илэрхийллээр тодорхойлно. Хэрэв урвалын эхний мөчид системд С ба D бодис байхгүй бол А ба В бөөмс нь голчлон мөргөлдөж, харилцан үйлчилж, голчлон шууд урвал явагдана. Аажмаар C ба D бөөмсийн концентраци нэмэгдэж эхлэх тул урвуу урвалын хурд нэмэгдэх болно. Хэзээ нэгэн цагт урагшлах урвалын хурд нь урвуу урвалын хурдтай тэнцүү болно. Энэ мужийг гэж нэрлэдэг химийн тэнцвэрт байдал .

Тиймээс, химийн тэнцвэрт байдал байгаа системийн төлөв байдал юм урагш ба урвуу урвалын хурд тэнцүү байна .

Учир нь Урагш ба урвуу урвалын хурд тэнцүү, бодисын үүсэх хурд нь тэдгээрийн хэрэглээний хурдтай тэнцүү, одоогийн бодисын концентраци өөрчлөгддөггүй . Ийм концентрацийг гэж нэрлэдэг тэнцвэртэй .

Тэнцвэрт байгаа гэдгийг анхаарна уу урагш ба урвуу урвал аль аль нь, өөрөөр хэлбэл урвалд орох бодисууд хоорондоо харилцан үйлчилдэг боловч бүтээгдэхүүнүүд нь ижил хурдаар харилцан үйлчилдэг. Үүний зэрэгцээ гадны хүчин зүйлүүд нөлөөлж болно ээлжнэг чиглэлд химийн тэнцвэрт байдал. Тиймээс химийн тэнцвэрийг хөдөлгөөнт буюу динамик гэж нэрлэдэг.

Хөдөлгөөнт тэнцвэрийн талаархи судалгаа 19-р зуунаас эхэлсэн. Анри Ле Шательегийн зохиолуудад онолын үндэс суурийг тавьсан бөгөөд хожим нь эрдэмтэн Карл Браун ерөнхийд нь тодорхойлсон байдаг. Тэнцвэрийг хөдөлгөх зарчим буюу Ле Шателье-Брауны зарчимд:

Хэрэв тэнцвэрт байдалд байгаа систем гадаад хүчин зүйл, энэ нь тэнцвэрийн аль нэг нөхцөлийг өөрчилдөг бол систем дэх үйл явц эрчимжиж, гадны нөлөөллийг нөхөхөд чиглэгддэг.

Өөрөөр хэлбэл: системд гадны нөлөөгөөр тэнцвэрт байдал нь энэхүү гадны нөлөөллийг нөхөх байдлаар өөрчлөгдөнө.

Маш чухал энэ зарчим нь аливаа тэнцвэрт үзэгдлийн (зөвхөн химийн урвал гэлтгүй) үйлчилдэг. Гэсэн хэдий ч бид одоо химийн харилцан үйлчлэлтэй холбоотой авч үзэх болно. Химийн урвалын хувьд гадны нөлөө нь бодисын тэнцвэрт концентрацийг өөрчлөхөд хүргэдэг.

Тэнцвэрт байгаа химийн урвалд гурван үндсэн хүчин зүйл нөлөөлж болно: температур, даралт, урвалд орох бодис эсвэл бүтээгдэхүүний концентраци.

1. Таны мэдэж байгаагаар химийн урвалууд нь дулааны эффект дагалддаг. Хэрэв шууд урвал нь дулаан ялгаруулснаар (экзотермик эсвэл + Q) байвал урвуу урвал нь дулааныг шингээх (эндотермик эсвэл -Q) болон эсрэгээр явагдана. Хэрэв та өсгөвөл температур Энэ өсөлтийг нөхөхийн тулд систем дэх тэнцвэрт байдал өөрчлөгдөх болно. Экзотермик урвалын үед температурын өсөлтийг нөхөх боломжгүй нь логик юм. Тиймээс температур нэмэгдэхийн хэрээр систем дэх тэнцвэрт байдал нь дулаан шингээлт рүү шилждэг, өөрөөр хэлбэл. эндотермик урвал руу (-Q); температур буурах үед - экзотермик урвалын чиглэлд (+ Q).

2. Тэнцвэрийн урвалын хувьд хамгийн багадаа нэг бодис нь хийн үе шатанд байгаа үед өөрчлөлт нь тэнцвэрт байдалд ихээхэн нөлөөлдөг. даралтсистемд. Даралт ихсэх үед химийн систем нь энэ нөлөөг нөхөхийг оролдож, хийн бодисын хэмжээ буурах урвалын хурдыг нэмэгдүүлдэг. Даралт буурах үед систем нь хийн бодисын илүү молекулууд үүсдэг урвалын хурдыг нэмэгдүүлдэг. Тиймээс: даралт ихсэх тусам тэнцвэр нь хийн молекулын тоо буурах, даралт буурах үед хийн молекулын тоо нэмэгдэх хандлага руу шилждэг.

Анхаар! Урвалж буй хий ба бүтээгдэхүүний молекулуудын тоо ижил байдаг системд даралт нөлөөлдөггүй! Түүнчлэн даралтын өөрчлөлт нь уусмал дахь тэнцвэрт байдалд бараг нөлөөлдөггүй, жишээлбэл. хий байхгүй урвалд.

3. Мөн химийн систем дэх тэнцвэрт байдал нь өөрчлөлтөд нөлөөлдөг төвлөрөлурвалж бодис ба бүтээгдэхүүн. Урвалж буй бодисын концентраци нэмэгдэхийн хэрээр систем нь тэдгээрийг ашиглахыг оролдож, урагшлах урвалын хурдыг нэмэгдүүлдэг. Урвалжийн концентраци буурах тусам систем нь тэдгээрийг хуримтлуулахыг оролддог бөгөөд урвуу урвалын хурд нэмэгддэг. Бүтээгдэхүүний концентраци нэмэгдэхийн хэрээр систем нь тэдгээрийг ашиглахыг оролдож, урвуу урвалын хурдыг нэмэгдүүлдэг. Бүтээгдэхүүний концентраци буурах тусам химийн систем нь тэдгээрийн үүсэх хурдыг нэмэгдүүлдэг, өөрөөр хэлбэл. урагшлах урвалын хурд.

Хэрэв химийн системд байгаа бол урагшлах урвалын хурд нэмэгдэнэ зөв , бүтээгдэхүүн бий болгоход чиглэнэ Тэгээд урвалжийн хэрэглээ . Хэрэв урвуу урвалын хурд нэмэгддэг, бид тэнцвэрт байдал өөрчлөгдсөн гэж хэлдэг Зүүн талд нь , хүнсний хэрэглээ рүү чиглэсэн Тэгээд урвалжийн концентрацийг нэмэгдүүлэх .

Жишээлбэл, аммиакийн синтезийн урвалд:

N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 + Q

даралт ихсэх нь урвалын хурд нэмэгдэхэд хүргэдэг бөгөөд үүний үр дүнд цөөн тооны хийн молекулууд үүсдэг, өөрөөр хэлбэл. шууд урвал (урвалж буй хийн молекулын тоо 4, бүтээгдэхүүн дэх хийн молекулын тоо 2). Даралт нэмэгдэхийн хэрээр тэнцвэр нь баруун тийш, бүтээгдэхүүн рүү шилждэг. At температурын өсөлттэнцвэр өөрчлөгдөх болно эндотермик урвал руу, өөрөөр хэлбэл зүүн тийш, урвалжууд руу. Азот эсвэл устөрөгчийн концентраци нэмэгдэх нь тэнцвэрийг тэдгээрийн хэрэглээ рүү шилжүүлэх болно, өөрөөр хэлбэл. баруун тийш, бүтээгдэхүүн рүү.

Катализатор тэнцвэрт байдалд нөлөөлөхгүй, учир нь урагш болон урвуу урвалыг хурдасгадаг.

Нэг нь хамгийн чухал шинж чанаруудхимийн урвал гэдэг нь хувирлын гүн (зэрэг) бөгөөд эхлэлийн бодисууд хэр их урвалын бүтээгдэхүүн болж хувирч байгааг харуулдаг. Энэ нь том байх тусам үйл явцыг илүү хэмнэлттэй хийх боломжтой. Хувиргах гүн нь бусад хүчин зүйлсийн дунд урвалын урвуу байдлаас хамаарна.

буцаах боломжтойурвалууд , Дургүй эргэлт буцалтгүй, эцэс хүртэл бүү үргэлжлүүл: урвалжуудын аль нь ч бүрэн дуусаагүй. Үүний зэрэгцээ урвалын бүтээгдэхүүнүүд нь эхлэлийн материал үүсэхтэй харилцан үйлчилдэг.

Жишээнүүдийг авч үзье:

1) ижил хэмжээний хийн иод ба устөрөгчийг тодорхой температурт хаалттай саванд хийнэ. Хэрэв эдгээр бодисын молекулуудын мөргөлдөөн нь хүссэн чиг баримжаа, хангалттай энергитэй бол химийн холбоог завсрын нэгдэл (идэвхжүүлсэн цогцолбор, 1.3.1-р хэсгийг үзнэ үү) үүсгэх замаар дахин зохион байгуулж болно. Бондын цаашдын зохицуулалт нь завсрын нэгдлийг устөрөгчийн иодид хоёр молекул болгон задлахад хүргэдэг. Урвалын тэгшитгэл:

H 2 + I 2 ® 2HI

Гэхдээ устөрөгчийн иодидын молекулууд нь устөрөгч, иодын молекулууд болон өөр хоорондоо санамсаргүй байдлаар мөргөлдөх болно. HI молекулууд мөргөлдөх үед завсрын нэгдэл үүсэхээс юу ч саад болохгүй бөгөөд дараа нь иод, устөрөгч болон задарч болно. Энэ процессыг тэгшитгэлээр илэрхийлнэ:

2HI ® H 2 + I 2

Тиймээс энэ системд хоёр урвал нэгэн зэрэг явагдах болно - устөрөгчийн иодид үүсэх ба түүний задрал. Тэдгээрийг нэг ерөнхий тэгшитгэлээр илэрхийлж болно

H 2 + I 2 "2HI

Процессын эргэлт буцалтгүй байдлыг " тэмдгээр харуулав.

Энэ тохиолдолд устөрөгчийн иодид үүсэх урвалыг шууд, эсрэгээр нь урвуу гэж нэрлэдэг.

2) хэрэв бид хоёр моль хүхрийн давхар ислийг нэг моль хүчилтөрөгчтэй хольж, системд урвал явагдах таатай нөхцлийг бүрдүүлж, цаг хугацаа өнгөрсний дараа хийн хольцыг шинжвэл үр дүн нь систем нь SO 3 - урвалын бүтээгдэхүүн, анхны бодисууд - SO 2 ба O 2 хоёуланг нь агуулна. Хэрэв хүхрийн ислийг (+6) анхны бодистой ижил нөхцөлд байрлуулбал түүний хэсэг нь хүчилтөрөгч ба хүхрийн исэл (+4) болж задардаг болохыг олж мэдэх боломжтой бөгөөд бүх бодисын хэмжээ хоорондын эцсийн харьцааг олох боломжтой болно. гурван бодис нь хүхрийн давхар исэл ба хүчилтөрөгчийн холимогоос эхлэхтэй ижил байх болно.

Тиймээс хүхрийн давхар ислийн хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэлцэх нь урвуу химийн урвалын жишээнүүдийн нэг бөгөөд тэгшитгэлээр илэрхийлэгдэнэ.

2SO 2 + O 2 "2SO 3

3) төмрийн давсны хүчилтэй харилцан үйлчлэл нь тэгшитгэлийн дагуу явагдана.

Fe + 2HCL ® FeCL 2 + H 2

Хангалттай давсны хүчилтэй бол урвал хэзээ дуусах болно

бүх төмөр дууссан. Нэмж дурдахад, хэрэв та энэ урвалыг эсрэг чиглэлд - төмрийн хлоридын уусмалаар устөрөгчийг дамжуулахыг оролдвол металл төмөр ба давсны хүчил ажиллахгүй - энэ урвал эсрэг чиглэлд явж чадахгүй. Тиймээс төмрийн давсны хүчилтэй харилцан үйлчлэлцэх нь эргэлт буцалтгүй урвал юм.

Гэсэн хэдий ч онолын хувьд аливаа эргэлт буцалтгүй үйл явцыг тодорхой нөхцөлд буцаах боломжтой гэж илэрхийлж болно гэдгийг санах нь зүйтэй. Зарчмын хувьд бүх урвалыг буцаах боломжтой гэж үзэж болно. Гэхдээ ихэнхдээ хариу урвалын аль нэг нь илт давамгайлдаг. Энэ нь харилцан үйлчлэлийн бүтээгдэхүүнийг урвалын бөмбөрцөгөөс зайлуулсан тохиолдолд тохиолддог: тунадас үүсэж, хий ялгардаг, ион солилцох урвалын үед бараг салдаггүй бүтээгдэхүүн үүсдэг; эсвэл эхлэлийн бодис илт ихэссэний улмаас эсрэг үйл явц бараг дарагдсан үед. Тиймээс урвуу урвалын магадлалыг байгалийн буюу зохиомлоор хасах нь үйл явцыг бараг төгсгөлд нь хүргэх боломжийг олгодог.

Ийм урвалын жишээ бол уусмал дахь натрийн хлоридын мөнгөний нитраттай харилцан үйлчлэлцэх явдал юм.

NaCL + AgNO 3 ® AgCl¯ + NaNO 3 ,

аммиактай зэс бромид

CuBr 2 + 4NH 3 ® Br 2,

давсны хүчлийг натрийн гидроксидын уусмалаар саармагжуулах

HCl + NaOH ® NaCl + H 2 O.

Эдгээр нь зөвхөн жишээ юм практик дээрэргэлт буцалтгүй үйл явц, учир нь мөнгөний хлорид нь бага зэрэг уусдаг, 2+ нийлмэл катион нь туйлын тогтвортой биш бөгөөд ус нь маш бага хэмжээгээр задардаг.

Ангилалд алдартай: