Usawa kawaida hueleweka kama hali maalum mfumo au mwili, wakati athari zote zinazotolewa juu yake zinafidia kila mmoja. Au hawapo kabisa. Katika kemia, dhana ya usawa inatumika kwa athari zinazotokea kati vitu mbalimbali, au tuseme, kwa hali ya kutokea kwao.
Dhana ya usawa
Athari za kemikali zina uainishaji mwingi kulingana na ishara mbalimbali, lakini wakati wa kuzungumza juu ya usawa wa kemikali, ni athari gani zinazoweza kutenduliwa na zisizoweza kurekebishwa zinapaswa kukumbukwa.
Ikiwa majibu husababisha uundaji wa bidhaa ambazo haziingiliani, tunazungumza juu ya kutojibu. athari zinazoweza kugeuzwa, yaani wanakwenda mbele tu. Kwa kawaida, moja ya bidhaa ndani yao ni kiwanja cha gesi, kinachotenganisha kidogo au kisichoingizwa. Kwa mfano:
Pb(NO 3) 2 + 2ΗCl<―>PbCl 2 ↓ + 2HNO 3
Na 2 CO 3 + 2ΗCl<―>2NaCl + CO 2 + Η 2 O
NaOΗ + ΗCl<―>NaCl + Η 2 O
Bidhaa za athari zinazoweza kubadilika zinaweza kuingiliana na kila mmoja, na hivyo kutengeneza vitu vya kuanzia, ambayo ni, athari mbili zilizoelekezwa kinyume hufanyika wakati huo huo. Ikiwa kwa wakati fulani, chini ya hali fulani, kiwango cha majibu ya mbele ni sawa na kiwango cha athari ya nyuma, basi. usawa wa kemikali.
Inapaswa kutajwa kuwa usawa kama huo una sifa ya nguvu. Kwa maneno mengine, athari zote mbili zinaendelea, lakini maadili ya mkusanyiko wa washiriki wake wote hubakia bila kubadilika na huitwa usawa.
Kihisabati, hali hii inaonyeshwa kwa kutumia hali ya usawa (Kp). Acha kuwe na mwingiliano wa vitu vilivyoelezewa na equation aΑ + bB<―>сС + dD. Kwa miitikio tofauti, tunaweza kuandika fomula za kukokotoa viwango vyao kupitia sheria ya hatua nyingi. Kwa kuwa katika hali ya usawa viwango hivi vitakuwa sawa, tunaweza kueleza uwiano wa viwango vya viwango vya athari mbili tofauti. Hii ndio itakuwa sawa kwa nambari na usawa wa mara kwa mara.
Thamani ya K p husaidia kuamua ukamilifu wa athari zinazotokea. Ikiwa K r<1, то реакция в прямом направлении почти не протекает. Если К р >1, basi usawa hubadilishwa kuelekea bidhaa.
Aina za usawa
Usawa wa kemikali unaweza kuwa wa kweli, dhahiri au wa uwongo. Kwa usawa wa kweli ishara zinazingatiwa:
- Ikiwa hakuna ushawishi wa nje, basi ni mara kwa mara kwa muda.
- Ikiwa mvuto wa nje hubadilika (hii inahusu joto, shinikizo, nk), basi hali ya mfumo pia inabadilika. Lakini mara tu maadili ya awali ya masharti yanaporejeshwa, usawa hurejeshwa mara moja.
- Hali ya usawa wa kweli inaweza kupatikana wote kutoka upande wa bidhaa mmenyuko wa kemikali, na kutoka kwa vifaa vya kuanzia.
Ikiwa angalau moja ya masharti haya hayakufikiwa, basi usawa huo unasemekana kuwa dhahiri (metastable). Ikiwa hali ya mfumo huanza kubadilika bila kubadilika wakati hali za nje zinabadilika, basi usawa kama huo unaitwa. uongo (au kuzuiwa). Mfano wa mwisho ni mmenyuko wa chuma na oksijeni.
Wazo la usawa ni tofauti kidogo na maoni ya thermodynamics na kinetics. Chini ya usawa wa thermodynamic inaeleweka thamani ya chini Gibbs nishati kwa mfumo fulani. Usawa wa kweli unaonyeshwa na ΔG = 0. Na kuhusu hali ambayo viwango vya athari za mbele na za nyuma ni sawa, ambayo ni, v 1 = v 2, wanasema kwamba usawa huo ni - kinetiki.
Kanuni ya Le Chatelier
Henri Le Chatelier alisoma mifumo ya kubadilika kwa usawa katika karne ya 19, lakini Karl Brown alifupisha kazi hizi zote na baadaye akaunda kanuni ya kusonga usawa:
ikiwa mfumo wa usawa unaathiriwa kutoka kwa nje, basi usawa utahama katika mwelekeo wa kupunguza athari inayozalishwa.
Kwa maneno mengine, ikiwa mfumo wa usawa unakabiliwa na athari yoyote, inaelekea kubadilika kwa njia ambayo athari hii ni ndogo.
Kuhama kwa usawa
Wacha tuzingatie matokeo ya kanuni ya Le Chatelier kwa kutumia mlingano wa majibu kama mfano:
N 2 + 3Η 2<―>2NΗ 3 + Q.
Ikiwa unaongeza joto, usawa utahamia kwenye mmenyuko wa mwisho wa joto. KATIKA katika mfano huu joto hutolewa, ambayo ina maana mmenyuko wa moja kwa moja ni exothermic, na usawa utahamia vitu vya kuanzia.
Ikiwa unaongeza shinikizo, hii itasababisha mabadiliko katika usawa kwa kiasi kidogo vitu vya gesi. Katika mfano uliotolewa, kuna moles 4 za vifaa vya kuanzia gesi na moles 2 bidhaa za gesi, ambayo ina maana kwamba usawa utahamia kwenye bidhaa za majibu.
Ikiwa mkusanyiko wa dutu ya kuanzia umeongezeka, usawa utabadilika katika mwelekeo wa mmenyuko wa mbele na kinyume chake. Kwa hivyo, ikiwa unaongeza viwango vya N 2 au Η 2, basi usawa utahamia mwelekeo wa mbele, na ikiwa amonia, basi kinyume chake.
Usawa wa kemikali na kanuni za uhamishaji wake (kanuni ya Le Chatelier)
Katika athari zinazoweza kubadilishwa, chini ya hali fulani, hali ya usawa wa kemikali inaweza kutokea. Hii ni hali ambayo kiwango cha majibu ya kinyume huwa kasi sawa majibu ya moja kwa moja. Lakini ili kubadilisha usawa katika mwelekeo mmoja au mwingine, ni muhimu kubadili hali ya majibu. Kanuni ya kuhama kwa usawa ni kanuni ya Le Chatelier.
Mambo muhimu:
1. Ushawishi wa nje juu ya mfumo ulio katika hali ya usawa, husababisha kuhama kwa usawa huu katika mwelekeo ambao athari ya athari inayozalishwa imepunguzwa.
2. Wakati mkusanyiko wa dutu moja ya majibu huongezeka, usawa hubadilika kuelekea matumizi ya dutu hii, wakati ukolezi unapungua, usawa hubadilika kuelekea kuundwa kwa dutu hii.
3. Kwa ongezeko la shinikizo, usawa hubadilika kuelekea kupungua kwa kiasi cha vitu vya gesi, yaani, kuelekea kupungua kwa shinikizo; wakati shinikizo linapungua, usawa hubadilika kuelekea kuongezeka kwa kiasi cha vitu vya gesi, yaani, kuelekea shinikizo la kuongezeka. Ikiwa mmenyuko huendelea bila kubadilisha idadi ya molekuli ya vitu vya gesi, basi shinikizo haliathiri nafasi ya usawa katika mfumo huu.
4. Wakati joto linapoongezeka, usawa hubadilika kuelekea mmenyuko wa mwisho wa joto, na wakati joto linapungua, kuelekea mmenyuko wa exothermic.
Kwa kanuni tunashukuru mwongozo "Mwanzo wa Kemia" Kuzmenko N.E., Eremin V.V., Popkov V.A.
Majukumu ya Mitihani ya Jimbo la Umoja juu ya usawa wa kemikali (zamani A21)
Kazi nambari 1.
H2S(g) ↔ H2(g) + S(g) - Q
1. Kuongezeka kwa shinikizo
2. Kupanda kwa joto
3. Kupungua kwa shinikizo
Maelezo: Kwanza, hebu fikiria majibu: vitu vyote ni gesi na upande wa kulia kuna molekuli mbili za bidhaa, na upande wa kushoto kuna moja tu, majibu pia ni endothermic (-Q). Kwa hiyo, hebu tuzingatie mabadiliko ya shinikizo na joto. Tunahitaji usawa ili kuhama kuelekea bidhaa za majibu. Ikiwa tunaongeza shinikizo, basi usawa utabadilika kuelekea kupungua kwa kiasi, yaani, kuelekea majibu - hii haifai sisi. Ikiwa tunaongeza joto, basi usawa utahamia kwenye mmenyuko wa mwisho wa joto, kwa upande wetu kuelekea bidhaa, ambayo ndiyo iliyohitajika. Jibu sahihi ni 2.
Kazi nambari 2.
Usawa wa kemikali katika mfumo
SO3(g) + NO(g) ↔ SO2(g) + NO2(g) - Q
itahamia kwenye uundaji wa vitendanishi wakati:
1. Kuongeza umakini wa NO
2. Kuongeza mkusanyiko wa SO2
3. Joto linaongezeka
4. Kuongezeka kwa shinikizo
Maelezo: vitu vyote ni gesi, lakini kiasi cha pande za kulia na kushoto za equation ni sawa, hivyo shinikizo halitaathiri usawa katika mfumo. Fikiria mabadiliko ya halijoto: joto linapoongezeka, usawa hubadilika kuelekea mmenyuko wa mwisho wa joto, haswa kuelekea viathiriwa. Jibu sahihi ni 3.
Kazi nambari 3.
Katika mfumo
2NO2(g) ↔ N2O4(g) + Q
mabadiliko ya usawa kwa kushoto itachangia
1. Kuongezeka kwa shinikizo
2. Kuongezeka kwa mkusanyiko wa N2O4
3. Kushuka kwa joto
4. Kuanzishwa kwa kichocheo
Maelezo: Wacha tuzingatie ukweli kwamba idadi ya vitu vya gesi kwenye pande za kulia na kushoto za equation sio sawa, kwa hivyo mabadiliko ya shinikizo yataathiri usawa katika mfumo huu. Yaani, kwa shinikizo la kuongezeka, mabadiliko ya usawa kuelekea kupungua kwa kiasi cha vitu vya gesi, yaani, kulia. Hii haitufai. Mmenyuko ni wa hali ya juu, kwa hivyo mabadiliko ya joto yataathiri usawa wa mfumo. Wakati joto linapungua, usawa utahamia kwenye mmenyuko wa exothermic, yaani, pia kwa haki. Mkusanyiko wa N2O4 unapoongezeka, usawa hubadilika kuelekea matumizi ya dutu hii, yaani, kushoto. Jibu sahihi ni 2.
Kazi nambari 4.
Katika majibu
2Fe(s) + 3H2O(g) ↔ 2Fe2O3(s) + 3H2(g) - Q
usawa utahamia kwenye bidhaa za majibu wakati
1. Kuongezeka kwa shinikizo
2. Kuongeza kichocheo
3. Kuongeza chuma
4. Kuongeza maji
Maelezo: idadi ya molekuli katika sehemu za kulia na za kushoto ni sawa, hivyo mabadiliko ya shinikizo hayataathiri usawa katika mfumo huu. Hebu fikiria ongezeko la mkusanyiko wa chuma - usawa unapaswa kuhama kuelekea matumizi ya dutu hii, yaani, kwa haki (kuelekea bidhaa za majibu). Jibu sahihi ni 3.
Kazi nambari 5.
Usawa wa kemikali
H2O(l) + C(t) ↔ H2(g) + CO(g) - Q
itabadilika kuelekea uundaji wa bidhaa katika kesi hiyo
1. Kuongezeka kwa shinikizo
2. Kuongezeka kwa joto
3. Kuongeza muda wa mchakato
4. Maombi ya Kichocheo
Maelezo: mabadiliko ya shinikizo hayataathiri usawa katika mfumo fulani, kwani sio vitu vyote vilivyo na gesi. Wakati joto linapoongezeka, usawa hubadilika kuelekea mmenyuko wa mwisho wa joto, yaani, kulia (kuelekea uundaji wa bidhaa). Jibu sahihi ni 2.
Kazi Nambari 6.
Shinikizo linapoongezeka, usawa wa kemikali utahamia kwenye bidhaa kwenye mfumo:
1. CH4(g) + 3S(s) ↔ CS2(g) + 2H2S(g) - Q
2. C(t) + CO2(g) ↔ 2CO(g) - Q
3. N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g) + Q
4. Ca(HCO3)2(t) ↔ CaCO3(t) + CO2(g) + H2O(g) - Q
Maelezo: athari 1 na 4 haziathiriwa na mabadiliko ya shinikizo, kwa sababu sio vitu vyote vinavyohusika ni gesi; katika equation 2, idadi ya molekuli upande wa kulia na wa kushoto ni sawa, hivyo shinikizo halitaathiri. Equation 3 inabaki. Hebu tuangalie: kwa shinikizo la kuongezeka, usawa unapaswa kuhamia kwa kiasi cha kupungua kwa vitu vya gesi (molekuli 4 upande wa kulia, molekuli 2 upande wa kushoto), yaani, kuelekea bidhaa za majibu. Jibu sahihi ni 3.
Kazi Nambari 7.
Haiathiri mabadiliko ya usawa
H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g) - Q
1. Kuongeza shinikizo na kuongeza kichocheo
2. Kuongeza joto na kuongeza hidrojeni
3. Kupunguza joto na kuongeza iodidi hidrojeni
4. Kuongeza iodini na kuongeza hidrojeni
Maelezo: katika sehemu za kulia na za kushoto kiasi cha vitu vya gesi ni sawa, hivyo mabadiliko ya shinikizo hayataathiri usawa katika mfumo, na kuongeza kichocheo pia haitaathiri, kwa sababu mara tu tunapoongeza kichocheo, moja kwa moja. majibu yataongeza kasi, na kisha mara moja kinyume na usawa katika mfumo utarejeshwa. Jibu sahihi ni 1.
Kazi Nambari 8.
Kuhamisha usawa katika mwitikio kwenda kulia
2HAPANA(g) + O2(g) ↔ 2NO2(g); ΔH°<0
inahitajika
1. Kuanzishwa kwa kichocheo
2. Kupunguza joto
3. Shinikizo la chini
4. Kupungua kwa mkusanyiko wa oksijeni
Maelezo: kupungua kwa mkusanyiko wa oksijeni itasababisha mabadiliko katika usawa kuelekea reactants (upande wa kushoto). Kupungua kwa shinikizo kutahamisha usawa kuelekea kupungua kwa kiasi cha vitu vya gesi, yaani, kulia. Jibu sahihi ni 3.
Kazi Nambari 9.
Mavuno ya bidhaa katika mmenyuko wa joto
2HAPANA(g) + O2(g) ↔ 2NO2(g)
na ongezeko la wakati huo huo la joto na kupungua kwa shinikizo
1. Ongezeko
2. Itapungua
3. Haitabadilika
4. Kwanza itaongezeka, kisha itapungua
Maelezo: wakati joto linapoongezeka, usawa hubadilika kuelekea mmenyuko wa mwisho, yaani, kuelekea bidhaa, na wakati shinikizo linapungua, usawa hubadilika kuelekea ongezeko la kiasi cha vitu vya gesi, yaani, pia kushoto. Kwa hiyo, mavuno ya bidhaa yatapungua. Jibu sahihi ni 2.
Kazi nambari 10.
Kuongeza mavuno ya methanoli katika mmenyuko
CO + 2H2 ↔ CH3OH + Q
inakuza
1. Kuongezeka kwa joto
2. Kuanzishwa kwa kichocheo
3. Utangulizi wa kizuizi
4. Kuongezeka kwa shinikizo
Maelezo: kwa shinikizo la kuongezeka, usawa hubadilika kuelekea mmenyuko wa mwisho wa joto, yaani, kuelekea majibu. Kuongezeka kwa shinikizo huhamisha usawa kuelekea kupungua kwa kiasi cha vitu vya gesi, yaani, kuelekea kuundwa kwa methanoli. Jibu sahihi ni 4.
Kazi za suluhisho la kujitegemea (majibu hapa chini)
1. Katika mfumo
CO(g) + H2O(g) ↔ CO2(g) + H2(g) + Q
mabadiliko katika usawa wa kemikali kuelekea bidhaa za mmenyuko itawezeshwa na
1. Kupunguza shinikizo
2. Kuongezeka kwa joto
3. Kuongezeka kwa mkusanyiko wa monoksidi kaboni
4. Kuongezeka kwa mkusanyiko wa hidrojeni
2. Katika mfumo gani, shinikizo linapoongezeka, je, usawa hubadilika kuelekea bidhaa za majibu?
1. 2СО2(g) ↔ 2СО2(g) + O2(g)
2. C2H4(g) ↔ C2H2(g) + H2(g)
3. PCl3(g) + Cl2(g) ↔ PCl5(g)
4. H2(g) + Cl2(g) ↔ 2HCl(g)
3. Usawa wa kemikali katika mfumo
2HBr(g) ↔ H2(g) + Br2(g) - Q
itahama kuelekea bidhaa za majibu wakati
1. Kuongezeka kwa shinikizo
2. Kupanda kwa joto
3. Kupungua kwa shinikizo
4. Kutumia kichocheo
4. Usawa wa kemikali katika mfumo
C2H5OH + CH3COOH ↔ CH3COOC2H5 + H2O + Q
mabadiliko kuelekea bidhaa majibu wakati
1. Kuongeza maji
2. Kupunguza mkusanyiko wa asidi asetiki
3. Kuongeza mkusanyiko wa ether
4. Wakati wa kuondoa ester
5. Usawa wa kemikali katika mfumo
2HAPANA(g) + O2(g) ↔ 2NO2(g) + Q
mabadiliko kuelekea malezi ya bidhaa majibu wakati
1. Kuongezeka kwa shinikizo
2. Kupanda kwa joto
3. Kupungua kwa shinikizo
4. Utumiaji wa kichocheo
6. Usawa wa kemikali katika mfumo
CO2(g) + C(s) ↔ 2СО(g) - Q
itahama kuelekea bidhaa za majibu wakati
1. Kuongezeka kwa shinikizo
2. Kupunguza joto
3. Kuongeza mkusanyiko wa CO
4. Joto linaongezeka
7. Mabadiliko ya shinikizo hayataathiri hali ya usawa wa kemikali katika mfumo
1. 2HAPANA(g) + O2(g) ↔ 2NO2(g)
2. N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g)
3. 2CO(g) + O2(g) ↔ 2CO2(g)
4. N2(g) + O2(g) ↔ 2HAPANA(g)
8. Katika mfumo gani, kwa shinikizo la kuongezeka, usawa wa kemikali utahamia kwenye vitu vya kuanzia?
1. N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g) + Q
2. N2O4(g) ↔ 2NO2(g) - Q
3. CO2(g) + H2(g) ↔ CO(g) + H2O(g) - Q
4. 4HCl(g) + O2(g) ↔ 2H2O(g) + 2Cl2(g) + Q
9. Usawa wa kemikali katika mfumo
С4Н10(g) ↔ С4Н6(g) + 2Н2(g) - Q
itahama kuelekea bidhaa za majibu wakati
1. Kuongezeka kwa joto
2. Kupunguza joto
3. Kutumia kichocheo
4. Kupunguza mkusanyiko wa butane
10. Juu ya hali ya usawa wa kemikali katika mfumo
H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g) -Q
haiathiri
1. Kuongezeka kwa shinikizo
2. Kuongeza mkusanyiko wa iodini
3. Kuongezeka kwa joto
4. Kupunguza joto
Kazi za 2016
1. Anzisha mawasiliano kati ya mlinganyo wa mmenyuko wa kemikali na mabadiliko ya usawa wa kemikali na shinikizo linaloongezeka katika mfumo.
Mlingano wa mmenyuko Mabadiliko ya usawa wa kemikali
A) N2(g) + O2(g) ↔ 2HAPANA(g) - Q 1. Huhama kuelekea mwitikio wa moja kwa moja
B) N2O4(g) ↔ 2NO2(g) - Q 2. Huhama kuelekea mwitikio wa kinyume
B) CaCO3(s) ↔ CaO(s) + CO2(g) - Q 3. Hakuna mabadiliko katika usawa
D) Fe3O4(s) + 4CO(g) ↔ 3Fe(s) + 4CO2(g) + Q
2. Anzisha mawasiliano kati ya athari za nje kwenye mfumo:
CO2(g) + C(s) ↔ 2СО(g) - Q
na mabadiliko katika usawa wa kemikali.
A. Kuongezeka kwa mkusanyiko wa kaboni kaboni 1. Hubadilika kuelekea mmenyuko wa moja kwa moja
B. Kupungua kwa shinikizo 3. Hakuna mabadiliko katika usawa hutokea
3. Anzisha mawasiliano kati ya athari za nje kwenye mfumo
HCOOH(l) + C5H5OH(l) ↔ HCOOC2H5(l) + H2O(l) + Q
Ushawishi wa nje Shift katika usawa wa kemikali
A. Nyongeza ya HCOOH 1. Huhama kuelekea mwitikio wa moja kwa moja
B. Dilution na maji 3. Hakuna mabadiliko katika usawa hutokea
D. Kuongezeka kwa joto
4. Anzisha mawasiliano kati ya athari za nje kwenye mfumo
2HAPANA(g) + O2(g) ↔ 2NO2(g) + Q
na mabadiliko katika usawa wa kemikali.
Ushawishi wa nje Shift katika usawa wa kemikali
A. Kupungua kwa shinikizo 1. Shifts kuelekea majibu ya mbele
B. Kuongezeka kwa halijoto 2. Huhama kuelekea mwitikio wa kinyume
B. Kuongezeka kwa joto la NO2 3. Hakuna mabadiliko ya usawa hutokea
D. Ongezeko la O2
5. Anzisha mawasiliano kati ya athari za nje kwenye mfumo
4NH3(g) + 3O2(g) ↔ 2N2(g) + 6H2O(g) + Q
na mabadiliko katika usawa wa kemikali.
Ushawishi wa nje Shift katika usawa wa kemikali
A. Kupungua kwa halijoto 1. Shift kuelekea majibu ya moja kwa moja
B. Kuongezeka kwa shinikizo 2. Shifts kuelekea majibu ya kinyume
B. Kuongezeka kwa mkusanyiko katika amonia 3. Hakuna mabadiliko katika usawa hutokea
D. Kuondolewa kwa mvuke wa maji
6. Anzisha mawasiliano kati ya athari za nje kwenye mfumo
WO3(s) + 3H2(g) ↔ W(s) + 3H2O(g) +Q
na mabadiliko katika usawa wa kemikali.
Ushawishi wa nje Shift katika usawa wa kemikali
A. Kuongezeka kwa halijoto 1. Hubadilika kuelekea mwitikio wa moja kwa moja
B. Kuongezeka kwa shinikizo 2. Shifts kuelekea majibu ya kinyume
B. Matumizi ya kichocheo 3. Hakuna mabadiliko katika usawa
D. Kuondolewa kwa mvuke wa maji
7. Anzisha mawasiliano kati ya athari za nje kwenye mfumo
С4Н8(g) + Н2(g) ↔ С4Н10(g) + Q
na mabadiliko katika usawa wa kemikali.
Ushawishi wa nje Shift katika usawa wa kemikali
A. Kuongezeka kwa ukolezi wa hidrojeni 1. Huhama kuelekea mmenyuko wa moja kwa moja
B. Kuongezeka kwa halijoto 2. Huhama kuelekea mwitikio wa kinyume
B. Kuongezeka kwa shinikizo 3. Hakuna mabadiliko katika usawa hutokea
D. Matumizi ya kichocheo
8. Anzisha mawasiliano kati ya mlingano wa mmenyuko wa kemikali na mabadiliko ya wakati mmoja katika vigezo vya mfumo, na kusababisha mabadiliko katika usawa wa kemikali kuelekea mmenyuko wa moja kwa moja.
Mlinganyo wa majibu Kubadilisha vigezo vya mfumo
A. H2(g) + F2(g) ↔ 2HF(g) + Q 1. Kuongezeka kwa joto na mkusanyiko wa hidrojeni
B. H2(g) + I2(s) ↔ 2HI(g) -Q 2. Kupungua kwa halijoto na mkusanyiko wa hidrojeni
B. CO(g) + H2O(g) ↔ CO2(g) + H2(g) + Q 3. Kuongeza joto na kupunguza ukolezi wa hidrojeni
D. C4H10(g) ↔ C4H6(g) + 2H2(g) -Q 4. Kupungua kwa halijoto na kuongezeka kwa ukolezi wa hidrojeni
9. Anzisha mawasiliano kati ya mlingano wa mmenyuko wa kemikali na mabadiliko ya usawa wa kemikali na shinikizo linaloongezeka katika mfumo.
Mlingano wa mmenyuko Mwelekeo wa mabadiliko ya usawa wa kemikali
A. 2HI(g) ↔ H2(g) + I2(s) 1. Huhama kuelekea mwitikio wa moja kwa moja
B. C(g) + 2S(g) ↔ CS2(g) 2. Huhama kuelekea mwitikio wa kinyume
B. C3H6(g) + H2(g) ↔ C3H8(g) 3. Hakuna mabadiliko katika usawa
G. H2(g) + F2(g) ↔ 2HF(g)
10. Anzisha mawasiliano kati ya mlingano wa mmenyuko wa kemikali na mabadiliko ya wakati mmoja katika hali ya utekelezaji wake, na kusababisha mabadiliko katika usawa wa kemikali kuelekea mmenyuko wa moja kwa moja.
Mlingano wa majibu Kubadilisha hali
A. N2(g) + H2(g) ↔ 2NH3(g) + Q 1. Kuongezeka kwa joto na shinikizo
B. N2O4(l) ↔ 2NO2(g) -Q 2. Kupungua kwa joto na shinikizo
B. CO2(g) + C(s) ↔ 2CO(g) + Q 3. Kuongezeka kwa joto na kupungua kwa shinikizo
D. 4HCl(g) + O2(g) ↔ 2H2O(g) + 2Cl2(g) + Q 4. Kupungua kwa joto na kuongezeka kwa shinikizo
Majibu: 1 - 3, 2 - 3, 3 - 2, 4 - 4, 5 - 1, 6 - 4, 7 - 4, 8 - 2, 9 - 1, 10 - 1
1. 3223
2. 2111
3. 1322
4. 2221
5. 1211
6. 2312
7. 1211
8. 4133
9. 1113
10. 4322
Kwa kazi, tunashukuru makusanyo ya mazoezi ya 2016, 2015, 2014, 2013, waandishi:
Kavernina A.A., Dobrotina D.Yu., Snastina M.G., Savinkina E.V., Zhiveinova O.G.
Ikiwa hali ya nje ya mchakato wa kemikali haibadilika, basi hali ya usawa wa kemikali inaweza kubaki kwa muda usiojulikana. Kwa kubadilisha hali ya athari (joto, shinikizo, mkusanyiko) unaweza kufikia kuhama au kuhama kwa usawa wa kemikali katika mwelekeo unaohitajika.
Kuhama kwa usawa kuelekea kulia husababisha kuongezeka kwa mkusanyiko wa vitu ambavyo fomula zake ziko upande wa kulia wa mlinganyo. Kuhama kwa usawa kuelekea kushoto kutasababisha kuongezeka kwa mkusanyiko wa vitu ambavyo fomula zake ziko upande wa kushoto. Katika kesi hii, mfumo utahamia hali mpya ya usawa, inayojulikana na maadili mengine ya viwango vya usawa vya washiriki wa mmenyuko.
Mabadiliko ya usawa wa kemikali yanayosababishwa na mabadiliko ya hali yanatii sheria iliyotungwa mnamo 1884 na mwanafizikia wa Ufaransa A. Le Chatelier (kanuni ya Le Chatelier).
Kanuni ya Le Chatelier:ikiwa mfumo katika hali ya usawa wa kemikali unakabiliwa na ushawishi wowote, kwa mfano, kwa kubadilisha hali ya joto, shinikizo au viwango vya vitendanishi, basi usawa utabadilika katika mwelekeo wa athari ambayo inadhoofisha athari. .
Athari za mabadiliko katika mkusanyiko juu ya mabadiliko ya usawa wa kemikali.
Kulingana na kanuni ya Le Chatelier Kuongezeka kwa mkusanyiko wa washiriki wowote wa mmenyuko husababisha mabadiliko katika usawa kuelekea mmenyuko ambayo husababisha kupungua kwa mkusanyiko wa dutu hii.
Ushawishi wa mkusanyiko kwenye hali ya usawa ni chini ya sheria zifuatazo:
Wakati mkusanyiko wa moja ya vitu vya kuanzia unavyoongezeka, kiwango cha mmenyuko wa mbele huongezeka na usawa hubadilika kuelekea uundaji wa bidhaa za mmenyuko na kinyume chake;
Kadiri mkusanyiko wa moja ya bidhaa za mmenyuko unavyoongezeka, kiwango cha mmenyuko wa nyuma huongezeka, ambayo husababisha mabadiliko ya usawa katika mwelekeo wa malezi ya vitu vya kuanzia na kinyume chake.
Kwa mfano, ikiwa katika mfumo wa usawa:
SO 2 (g) + NO 2 (g) HIVYO 3 (g) + HAPANA (g)
kuongeza mkusanyiko wa SO 2 au NO 2, basi, kwa mujibu wa sheria ya hatua ya wingi, kiwango cha mmenyuko wa moja kwa moja kitaongezeka. Hii itasababisha kuhama kwa usawa kwa haki, ambayo itasababisha matumizi ya vitu vya kuanzia na ongezeko la mkusanyiko wa bidhaa za majibu. Hali mpya ya usawa itaanzishwa na viwango vipya vya usawa wa dutu za kuanzia na bidhaa za athari. Wakati mkusanyiko wa, kwa mfano, moja ya bidhaa za majibu hupungua, mfumo utaitikia kwa njia ya kuongeza mkusanyiko wa bidhaa. Faida itatolewa kwa mmenyuko wa moja kwa moja, na kusababisha ongezeko la mkusanyiko wa bidhaa za majibu.
Ushawishi wa mabadiliko ya shinikizo kwenye mabadiliko ya usawa wa kemikali.
Kulingana na kanuni ya Le Chatelier ongezeko la shinikizo husababisha kuhama kwa usawa kuelekea kuundwa kwa chembe chache za gesi, i.e. kuelekea kiasi kidogo.
Kwa mfano, katika majibu yanayoweza kugeuzwa:
2HAPANA 2 (g) 2HAPANA (g) + O 2 (g)
kutoka 2 mol NO 2 2 mol NO na 1 mol O 2 huundwa. Coefficients ya stoichiometric mbele ya fomula za dutu za gesi zinaonyesha kuwa kutokea kwa athari ya mbele husababisha kuongezeka kwa idadi ya moles ya gesi, na kutokea kwa athari ya nyuma, kinyume chake, hupunguza idadi ya moles ya gesi. dutu. Ikiwa ushawishi wa nje unafanywa kwenye mfumo huo kwa, kwa mfano, shinikizo la kuongezeka, basi mfumo utaitikia kwa njia ya kudhoofisha ushawishi huu. Shinikizo linaweza kupungua ikiwa usawa wa mmenyuko fulani utabadilika kuelekea moles chache za dutu ya gesi, na kwa hiyo kiasi kidogo.
Kinyume chake, ongezeko la shinikizo katika mfumo huu linahusishwa na mabadiliko ya usawa kwa haki - kuelekea mtengano wa NO 2, ambayo huongeza kiasi cha suala la gesi.
Ikiwa idadi ya moles ya vitu vya gesi kabla na baada ya majibu inabaki mara kwa mara, i.e. kiasi cha mfumo haibadilika wakati wa majibu, basi mabadiliko ya shinikizo hubadilisha sawa viwango vya athari za mbele na za nyuma na haiathiri hali ya usawa wa kemikali.
Kwa mfano, katika majibu:
H 2 (g) + Cl 2 (g) 2HCl (g),
jumla ya idadi ya moles ya vitu vya gesi kabla na baada ya majibu inabaki mara kwa mara na shinikizo katika mfumo haibadilika. Usawa katika mfumo huu haubadiliki wakati shinikizo linabadilika.
Ushawishi wa mabadiliko ya joto juu ya mabadiliko ya usawa wa kemikali.
Katika kila mmenyuko unaoweza kugeuzwa, moja ya mwelekeo inalingana na mchakato wa exothermic, na nyingine kwa mchakato wa mwisho wa joto. Kwa hivyo katika mmenyuko wa awali ya amonia, mmenyuko wa mbele ni exothermic, na mmenyuko wa nyuma ni endothermic.
N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) + Q (-ΔH).
Wakati hali ya joto inabadilika, viwango vya athari za mbele na nyuma hubadilika, hata hivyo, mabadiliko ya kiwango hayatokei kwa kiwango sawa. Kwa mujibu wa equation ya Arrhenius, mmenyuko wa mwisho wa joto, unaojulikana na nishati kubwa ya uanzishaji, hujibu kwa kiwango kikubwa kwa mabadiliko ya joto.
Kwa hiyo, ili kutathmini ushawishi wa joto juu ya mwelekeo wa mabadiliko ya usawa wa kemikali, ni muhimu kujua athari ya joto ya mchakato. Inaweza kuamua kwa majaribio, kwa mfano, kwa kutumia calorimeter, au kuhesabiwa kulingana na sheria ya G. Hess. Ikumbukwe kwamba mabadiliko ya joto husababisha mabadiliko katika thamani ya usawa wa kemikali mara kwa mara (K p).
Kulingana na kanuni ya Le Chatelier Kuongezeka kwa joto hubadilisha usawa kuelekea mmenyuko wa mwisho wa joto. Wakati joto linapungua, usawa hubadilika kuelekea mmenyuko wa exothermic.
Hivyo, ongezeko la joto katika mmenyuko wa awali wa amonia itasababisha mabadiliko katika usawa kuelekea endothermic majibu, i.e. upande wa kushoto. Faida hutolewa kwa majibu ya reverse, ambayo hutokea kwa kunyonya kwa joto.
Hali ya usawa kwa athari inayoweza kubadilishwa inaweza kudumu kwa muda usiojulikana (bila uingiliaji wa nje). Lakini ikiwa ushawishi wa nje unafanywa kwenye mfumo huo (kubadilisha joto, shinikizo au mkusanyiko wa vitu vya mwisho au vya awali), basi hali ya usawa itavunjwa. Kasi ya moja ya athari itakuwa kubwa kuliko kasi ya nyingine. Baada ya muda, mfumo utachukua tena hali ya usawa, lakini viwango vipya vya usawa wa dutu za awali na za mwisho zitatofautiana na zile za awali. Katika kesi hii, wanazungumza juu ya mabadiliko katika usawa wa kemikali katika mwelekeo mmoja au mwingine.
Ikiwa, kama matokeo ya ushawishi wa nje, kiwango cha mmenyuko wa mbele kinakuwa kikubwa zaidi kuliko kiwango cha athari ya nyuma, hii ina maana kwamba usawa wa kemikali umehamia kulia. Ikiwa, kinyume chake, kiwango cha mmenyuko wa nyuma kinakuwa kikubwa, hii ina maana kwamba usawa wa kemikali umehamia upande wa kushoto.
Wakati usawa unapohamia kulia, viwango vya usawa vya vitu vya kuanzia hupungua na viwango vya usawa vya vitu vya mwisho huongezeka ikilinganishwa na viwango vya awali vya usawa. Ipasavyo, mavuno ya bidhaa za mmenyuko pia huongezeka.
Kuhama kwa usawa wa kemikali kwa upande wa kushoto husababisha kuongezeka kwa viwango vya usawa wa vitu vya kuanzia na kupungua kwa viwango vya usawa wa bidhaa za mwisho, mavuno ambayo yatapungua.
Mwelekeo wa mabadiliko katika usawa wa kemikali huamuliwa kwa kutumia kanuni ya Le Chatelier: "Ikiwa ushawishi wa nje unafanywa kwenye mfumo katika hali ya usawa wa kemikali (kubadilika kwa joto, shinikizo, mkusanyiko wa dutu moja au zaidi inayoshiriki katika athari), itasababisha kuongezeka kwa kasi ya athari hiyo, kutokea ambayo itafidia (kupunguza) athari."
Kwa mfano, wakati mkusanyiko wa vitu vya kuanzia unavyoongezeka, kiwango cha mmenyuko wa mbele huongezeka na usawa hubadilika kwenda kulia. Wakati mkusanyiko wa vitu vya kuanzia hupungua, kinyume chake, kiwango cha mmenyuko wa reverse huongezeka, na usawa wa kemikali huhamia upande wa kushoto.
Wakati joto linapoongezeka (yaani wakati mfumo unapokanzwa), usawa hubadilika kuelekea mmenyuko wa mwisho wa joto, na wakati unapungua (yaani wakati mfumo wa baridi) - kuelekea mmenyuko wa exothermic. (Ikiwa majibu ya mbele ni ya joto, basi majibu ya kinyume yatakuwa ya mwisho, na kinyume chake).
Inapaswa kusisitizwa kuwa ongezeko la joto, kama sheria, huongeza kiwango cha athari za mbele na za nyuma, lakini kiwango cha mmenyuko wa mwisho wa joto huongezeka kwa kiwango kikubwa kuliko kiwango cha athari ya exothermic. Ipasavyo, wakati mfumo umepozwa, viwango vya athari za mbele na za nyuma hupungua, lakini pia sio kwa kiwango sawa: kwa mmenyuko wa hali ya hewa ni chini sana kuliko ile ya endothermic.
Mabadiliko ya shinikizo huathiri mabadiliko ya usawa wa kemikali tu ikiwa hali mbili zinatimizwa:
ni muhimu kwamba angalau moja ya vitu vinavyoshiriki katika athari iwe katika hali ya gesi, kwa mfano:
CaCO 3 (s) CaO (s) + CO 2 (g) - mabadiliko ya shinikizo huathiri uhamisho wa usawa.
CH 3 COOH (kioevu) + C 2 H 5 OH (kioevu) CH 3 COOC 2 H 5 (kioevu) + H 2 O (kioevu) - mabadiliko ya shinikizo haiathiri mabadiliko ya usawa wa kemikali, kwa sababu hakuna vitu vya kuanzia au vya mwisho vilivyo katika hali ya gesi;
ikiwa vitu kadhaa viko katika hali ya gesi, ni muhimu kwamba idadi ya molekuli za gesi upande wa kushoto wa equation kwa mmenyuko kama huo sio sawa na idadi ya molekuli za gesi upande wa kulia wa equation, kwa mfano:
2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) - mabadiliko ya shinikizo huathiri mabadiliko ya usawa
I 2(g) + H 2(g) 2НI (g) - mabadiliko ya shinikizo hayaathiri mabadiliko ya usawa
Wakati hali hizi mbili zinakabiliwa, ongezeko la shinikizo husababisha kuhama kwa usawa kuelekea mmenyuko, tukio ambalo hupunguza idadi ya molekuli za gesi katika mfumo. Katika mfano wetu (mwako wa kichocheo wa SO 2) hii itakuwa majibu ya moja kwa moja.
Kupungua kwa shinikizo, kinyume chake, hubadilisha usawa kuelekea mmenyuko unaotokea kwa kuundwa kwa idadi kubwa ya molekuli za gesi. Katika mfano wetu, hii itakuwa majibu kinyume.
Kuongezeka kwa shinikizo husababisha kupungua kwa kiasi cha mfumo, na kwa hiyo ongezeko la viwango vya molar ya vitu vya gesi. Matokeo yake, kiwango cha majibu ya mbele na ya nyuma huongezeka, lakini si kwa kiwango sawa. Kupungua kwa shinikizo kulingana na mpango sawa husababisha kupungua kwa viwango vya athari za mbele na za nyuma. Lakini wakati huo huo, kiwango cha majibu, kuelekea ambayo usawa hubadilika, hupungua kwa kiasi kidogo.
Kichocheo hakiathiri mabadiliko ya usawa, kwa sababu inaongeza kasi (au kupunguza) athari za mbele na za nyuma kwa kiwango sawa. Katika uwepo wake, usawa wa kemikali huanzishwa tu kwa kasi (au polepole).
Ikiwa mfumo unaathiriwa na mambo kadhaa wakati huo huo, basi kila mmoja wao hufanya kazi kwa kujitegemea na wengine. Kwa mfano, katika awali ya amonia
N 2(gesi) + 3H 2(gesi) 2NH 3(gesi)
mmenyuko unafanywa na inapokanzwa na mbele ya kichocheo cha kuongeza kasi yake.Lakini athari ya joto inaongoza kwa ukweli kwamba usawa wa mmenyuko huhamia upande wa kushoto, kuelekea mmenyuko wa reverse endothermic. Hii inasababisha kupungua kwa pato la NH3. Ili kulipa fidia kwa athari hii isiyofaa ya joto na kuongeza mavuno ya amonia, shinikizo katika mfumo huongezeka wakati huo huo, ambayo hubadilisha usawa wa majibu kwa haki, i.e. kuelekea uundaji wa molekuli chache za gesi.
Katika kesi hii, hali bora zaidi za majibu (joto, shinikizo) huchaguliwa kwa majaribio, ambayo ingeendelea kwa kasi ya juu ya kutosha na kutoa mavuno ya kiuchumi ya bidhaa ya mwisho.
Kanuni ya Le Chatelier inatumika vile vile katika tasnia ya kemikali katika utengenezaji wa idadi kubwa ya vitu tofauti vya umuhimu mkubwa kwa uchumi wa kitaifa.
Kanuni ya Le Chatelier haitumiki tu kwa athari za kemikali zinazoweza kubadilishwa, lakini pia kwa michakato mingine mbalimbali ya usawa: kimwili, physicochemical, biolojia.
Mwili wa mtu mzima una sifa ya kudumu kwa vigezo vingi, ikiwa ni pamoja na viashiria mbalimbali vya biochemical, ikiwa ni pamoja na viwango vya vitu vilivyotumika kwa biolojia. Hata hivyo, hali hiyo haiwezi kuitwa usawa, kwa sababu haitumiki kwa mifumo iliyo wazi.
Mwili wa mwanadamu, kama mfumo wowote wa maisha, hubadilishana kila mara vitu mbalimbali na mazingira: hutumia chakula na hutoa bidhaa za oxidation yao na kuoza. Kwa hiyo, ni kawaida kwa viumbe hali thabiti, hufafanuliwa kama uthabiti wa vigezo vyake kwa kiwango cha mara kwa mara cha kubadilishana jambo na nishati na mazingira. Kwa makadirio ya kwanza, hali ya tuli inaweza kuzingatiwa kama safu ya hali za usawa zilizounganishwa na michakato ya kupumzika. Katika hali ya usawa, viwango vya vitu vinavyoshiriki katika mmenyuko hudumishwa kwa sababu ya kujazwa tena kwa bidhaa za awali kutoka nje na kuondolewa kwa bidhaa za mwisho hadi nje. Mabadiliko katika yaliyomo kwenye mwili hayaongoi, tofauti na mifumo iliyofungwa, kwa usawa mpya wa thermodynamic. Mfumo unarudi katika hali yake ya awali. Kwa hivyo, uthabiti wa nguvu wa muundo na mali ya mazingira ya ndani ya mwili hudumishwa, ambayo huamua utulivu wa kazi zake za kisaikolojia. Mali hii ya mfumo wa maisha inaitwa tofauti homeostasis.
Wakati wa maisha ya viumbe katika hali ya stationary, tofauti na mfumo wa usawa uliofungwa, ongezeko la entropy hutokea. Walakini, pamoja na hii, mchakato wa nyuma pia hufanyika wakati huo huo - kupungua kwa entropy kwa sababu ya utumiaji wa virutubishi na thamani ya chini ya entropy kutoka kwa mazingira (kwa mfano, misombo ya juu ya Masi - protini, polysaccharides, wanga, nk) na kutolewa kwa bidhaa za mtengano kwenye mazingira. Kulingana na msimamo wa I.R. Prigogine, jumla ya uzalishaji wa entropy kwa kiumbe katika hali ya utulivu huwa na kiwango cha chini.
Mchango mkubwa katika maendeleo ya nonequilibrium thermodynamics ulifanywa na I. R. Prigozhy, Mshindi wa Tuzo ya Nobel mwaka wa 1977, ambaye alitoa hoja kwamba “katika mfumo wowote wa kutokuwepo usawa kuna maeneo ya ndani ambayo yako katika hali ya usawa. Katika thermodynamics ya kitamaduni, usawa unarejelea mfumo mzima, lakini bila usawa, kwa sehemu zake za kibinafsi tu.
Imeanzishwa kuwa entropy katika mifumo hiyo huongezeka wakati wa embryogenesis, wakati wa michakato ya kuzaliwa upya na ukuaji wa neoplasms mbaya.
9. Kiwango cha mmenyuko wa kemikali. Usawa wa kemikali
9.2. Usawa wa kemikali na uhamishaji wake
Athari nyingi za kemikali zinaweza kubadilishwa, i.e. wakati huo huo mtiririko wote katika mwelekeo wa malezi ya bidhaa na katika mwelekeo wa mtengano wao (kutoka kushoto kwenda kulia na kutoka kulia kwenda kushoto).
Mifano ya milinganyo ya majibu kwa michakato inayoweza kutenduliwa:
N 2 + 3H 2 ⇄ t °, p, paka 2NH 3
2SO 2 + O 2 ⇄ t ° , p , paka 2SO 3
H 2 + I 2 ⇄ t ° 2HI
Athari zinazoweza kubadilishwa zina sifa ya hali maalum inayoitwa hali ya usawa wa kemikali.
Usawa wa kemikali- hii ni hali ya mfumo ambao viwango vya athari za mbele na za nyuma huwa sawa. Wakati wa kuelekea kwenye usawa wa kemikali, kiwango cha mmenyuko wa mbele na mkusanyiko wa reactants hupungua, wakati mmenyuko wa kinyume na mkusanyiko wa bidhaa huongezeka.
Katika hali ya usawa wa kemikali, bidhaa nyingi huundwa kwa wakati wa kitengo kama inavyoharibika. Matokeo yake, viwango vya vitu katika hali ya usawa wa kemikali hazibadilika kwa muda. Hata hivyo, hii haimaanishi kabisa kwamba viwango vya usawa au wingi (wingi) wa vitu vyote ni lazima sawa na kila mmoja (ona Mchoro 9.8 na 9.9). Usawa wa kemikali ni usawa wa nguvu (simu) ambao unaweza kukabiliana na mvuto wa nje.
Mpito wa mfumo wa usawa kutoka hali moja ya usawa hadi nyingine inaitwa uhamishaji au uhamishaji. mabadiliko katika usawa. Kwa mazoezi, wanazungumza juu ya mabadiliko ya usawa kuelekea bidhaa za mmenyuko (kulia) au kuelekea vitu vya kuanzia (kushoto); mmenyuko wa mbele ni ule unaotokea kutoka kushoto kwenda kulia, na majibu ya kinyume hutokea kutoka kulia kwenda kushoto. Hali ya usawa inaonyeshwa na mishale miwili iliyoelekezwa kinyume: ⇄.
Kanuni ya kuhama kwa usawa iliundwa na mwanasayansi wa Kifaransa Le Chatelier (1884): ushawishi wa nje kwenye mfumo ulio katika usawa husababisha kuhama kwa usawa huu katika mwelekeo unaodhoofisha athari ya ushawishi wa nje.
Wacha tutengeneze sheria za msingi za kuhama usawa.
Athari ya umakini: wakati mkusanyiko wa dutu huongezeka, usawa hubadilika kuelekea matumizi yake, na inapopungua, kuelekea malezi yake.
Kwa mfano, na ongezeko la mkusanyiko wa H 2 katika mmenyuko wa kugeuka
H 2 (g) + I 2 (g) ⇄ 2HI (g)
kiwango cha majibu ya mbele, kulingana na mkusanyiko wa hidrojeni, itaongezeka. Matokeo yake, usawa utahamia kulia. Wakati mkusanyiko wa H 2 unapungua, kiwango cha majibu ya mbele kitapungua, kwa sababu hiyo, usawa wa mchakato utahamia kushoto.
Athari ya joto: Wakati joto linapoongezeka, usawa hubadilika kuelekea mmenyuko wa mwisho wa joto, na wakati joto linapungua, hubadilika kuelekea mmenyuko wa exothermic.
Ni muhimu kukumbuka kuwa joto linapoongezeka, kiwango cha athari za exo- na endothermic huongezeka, lakini idadi kubwa zaidi nyakati - mmenyuko endothermic, ambayo E a daima ni kubwa zaidi. Wakati joto linapungua, kiwango cha athari zote mbili hupungua, lakini tena kwa idadi kubwa ya nyakati - endothermic. Ni rahisi kuelezea hili kwa mchoro ambao thamani ya kasi ni sawia na urefu wa mishale, na usawa hubadilika kwa mwelekeo wa mshale mrefu.
Athari ya shinikizo: Mabadiliko ya shinikizo huathiri hali ya usawa tu wakati gesi zinahusika katika mmenyuko, na hata wakati dutu ya gesi iko upande mmoja tu wa equation ya kemikali. Mifano ya milinganyo ya majibu:
- Shinikizo huathiri mabadiliko ya usawa:
3H 2 (g) + N 2 (g) ⇄ 2NH 3 (g),
CaO (tv) + CO 2 (g) ⇄ CaCO 3 (tv);
- shinikizo haiathiri mabadiliko ya usawa:
Cu (sv) + S (sv) = CuS (sv),
NaOH (suluhisho) + HCl (suluhisho) = NaCl (suluhisho) + H 2 O (l).
Wakati shinikizo linapungua, usawa hubadilika kuelekea kuundwa kwa kiasi kikubwa cha kemikali ya vitu vya gesi, na inapoongezeka, usawa hubadilika kuelekea kuundwa kwa kiasi kidogo cha kemikali cha vitu vya gesi. Ikiwa idadi ya kemikali ya gesi katika pande zote mbili za equation ni sawa, basi shinikizo haliathiri hali ya usawa wa kemikali:
H 2 (g) + Cl 2 (g) = 2HCl (g).
Hii ni rahisi kuelewa, kwa kuzingatia kwamba athari ya mabadiliko ya shinikizo ni sawa na athari ya mabadiliko katika mkusanyiko: na ongezeko la nyakati za shinikizo n, mkusanyiko wa vitu vyote katika usawa huongezeka kwa kiasi sawa (na kinyume chake. )
Athari ya kiasi cha mfumo wa majibu: mabadiliko katika kiasi cha mfumo wa mmenyuko huhusishwa na mabadiliko ya shinikizo na huathiri tu hali ya usawa ya athari inayohusisha vitu vya gesi. Kupungua kwa kiasi kunamaanisha kuongezeka kwa shinikizo na kuhamisha usawa kuelekea uundaji wa gesi chache za kemikali. Kuongezeka kwa kiasi cha mfumo husababisha kupungua kwa shinikizo na mabadiliko ya usawa kuelekea kuundwa kwa kiasi kikubwa cha kemikali cha vitu vya gesi.
Kuanzishwa kwa kichocheo katika mfumo wa usawa au mabadiliko katika asili yake haibadilishi usawa (hauongezi mazao ya bidhaa), kwani kichocheo huharakisha athari za mbele na za nyuma kwa kiwango sawa. Hii ni kutokana na ukweli kwamba kichocheo hupunguza kwa usawa nishati ya uanzishaji wa michakato ya mbele na ya nyuma. Basi kwa nini wanatumia kichocheo katika michakato inayoweza kubadilishwa? Ukweli ni kwamba matumizi ya kichocheo katika michakato ya kugeuka inakuza mwanzo wa haraka wa usawa, na hii huongeza ufanisi wa uzalishaji wa viwanda.
Mifano maalum ya ushawishi wa mambo mbalimbali juu ya mabadiliko ya usawa imetolewa katika Jedwali. 9.1 kwa majibu ya awali ya amonia ambayo hutokea kwa kutolewa kwa joto. Kwa maneno mengine, majibu ya mbele ni ya joto, na majibu ya nyuma ni ya mwisho.
Jedwali 9.1
Ushawishi wa mambo mbalimbali juu ya mabadiliko katika usawa wa mmenyuko wa awali wa amonia
| Sababu inayoathiri mfumo wa usawa | Mwelekeo wa uhamishaji wa mmenyuko wa usawa 3 H 2 + N 2 ⇄ t, p, paka 2 NH 3 + Q |
|---|---|
| Kuongezeka kwa mkusanyiko wa hidrojeni, s (H 2) | Mabadiliko ya usawa kwenda kulia, mfumo hujibu kwa kupunguza c (H 2) |
| Kupungua kwa ukolezi wa amonia, s (NH 3)↓ | Mabadiliko ya usawa kwenda kulia, mfumo hujibu kwa ongezeko la c (NH 3) |
| Kuongezeka kwa mkusanyiko wa amonia, s (NH 3) | Mabadiliko ya usawa kuelekea kushoto, mfumo hujibu kwa kupunguza c (NH 3) |
| Kupungua kwa ukolezi wa nitrojeni, s (N 2)↓ | Mabadiliko ya usawa kuelekea kushoto, mfumo hujibu kwa kuongeza c (N 2) |
| Shinikizo (kupungua kwa sauti, kuongezeka kwa shinikizo) | Msawazo hubadilika kwenda kulia, kuelekea kupungua kwa kiasi cha gesi |
| Upanuzi (kuongezeka kwa kiasi, kupungua kwa shinikizo) | Mabadiliko ya usawa kuelekea kushoto, kuelekea kuongezeka kwa kiasi cha gesi |
| Kuongezeka kwa shinikizo | Msawazo hubadilika kwenda kulia, kuelekea kiasi kidogo cha gesi |
| Kupungua kwa shinikizo | Msawazo hubadilika kwenda kushoto, kuelekea kiasi kikubwa cha gesi |
| Kuongezeka kwa joto | Msawazo hubadilika kwenda kushoto, kuelekea mmenyuko wa mwisho wa joto |
| Kushuka kwa joto | Msawazo hubadilika kwenda kulia, kuelekea mmenyuko wa joto |
| Kuongeza kichocheo | Mizani haibadiliki |
Mfano 9.3. Katika hali ya usawa wa mchakato
2SO 2 (g) + O 2 (g) ⇄ 2SO 3 (g)
viwango vya dutu (mol/dm 3) SO 2, O 2 na SO 3 ni kwa mtiririko huo 0.6, 0.4 na 0.2. Pata viwango vya awali vya SO 2 na O 2 (mkusanyiko wa awali wa SO 3 ni sifuri).
Suluhisho. Wakati wa majibu, SO 2 na O 2 hutumiwa, kwa hiyo
c nje (SO 2) = c sawa (SO 2) + c nje (SO 2),
c nje (O 2) = c sawa (O 2) + c nje (O 2).
Thamani ya c iliyotumika inapatikana kwa kutumia c (SO 3):
x = 0.2 mol/dm3.
c nje (SO 2) = 0.6 + 0.2 = 0.8 (mol / dm 3).
y = 0.1 mol/dm3.
c nje (O 2) = 0.4 + 0.1 = 0.5 (mol/dm 3).
Jibu: 0.8 mol / dm 3 SO 2; 0.5 mol/dm 3 O 2.
Wakati wa kufanya kazi za mtihani, ushawishi wa mambo mbalimbali, kwa upande mmoja, juu ya kiwango cha majibu, na kwa upande mwingine, juu ya mabadiliko ya usawa wa kemikali, mara nyingi huchanganyikiwa.
Kwa mchakato unaoweza kugeuzwa
kwa kuongezeka kwa joto, kiwango cha athari za mbele na za nyuma huongezeka; joto linapopungua, kiwango cha athari za mbele na nyuma hupungua;
kwa shinikizo la kuongezeka, viwango vya athari zote zinazotokea na ushiriki wa gesi huongezeka, kwa moja kwa moja na kinyume chake. Shinikizo linapungua, kiwango cha athari zote zinazotokea na ushiriki wa gesi, moja kwa moja na nyuma, hupungua;
kuanzisha kichocheo kwenye mfumo au kuibadilisha na kichocheo kingine haibadilishi usawazisho.
Mfano 9.4. Mchakato wa kurejeshwa hutokea, unaoelezewa na equation
N 2 (g) + 3H 2 (g) ⇄ 2NH 3 (g) + Q
Fikiria ni mambo gani: 1) kuongeza kiwango cha awali ya mmenyuko wa amonia; 2) badilisha usawa kwenda kulia:
a) kupungua kwa joto;
b) kuongezeka kwa shinikizo;
c) kupungua kwa mkusanyiko wa NH 3;
d) matumizi ya kichocheo;
e) kuongezeka kwa mkusanyiko wa N2.
Suluhisho. Mambo b), d) na e) kuongeza kiwango cha mmenyuko wa awali ya amonia (pamoja na ongezeko la joto, kuongeza mkusanyiko wa H 2); kuhama usawa kwa haki - a), b), c), e).
Jibu: 1) b, d, d; 2) a, b, c, d.
Mfano 9.5. Chini ni mchoro wa nishati ya majibu yanayoweza kugeuzwa
Orodhesha taarifa zote za kweli:
a) majibu ya nyuma yanaendelea kwa kasi zaidi kuliko majibu ya moja kwa moja;
b) kwa kuongezeka kwa joto, kiwango cha mmenyuko wa nyuma huongezeka mara nyingi zaidi kuliko majibu ya mbele;
c) mmenyuko wa moja kwa moja hutokea kwa kunyonya joto;
d) mgawo wa halijoto γ ni mkubwa zaidi kwa majibu ya kinyume.
Suluhisho.
a) Taarifa hiyo ni sahihi, kwani E arr = 500 - 300 = 200 (kJ) ni chini ya E arr = 500 - 200 = 300 (kJ).
b) Taarifa si sahihi; kasi ya majibu ya moja kwa moja ambayo E a ni kubwa huongezeka kwa idadi kubwa ya nyakati.
c) Taarifa ni sahihi, Q pr = 200 − 300 = −100 (kJ).
d) Taarifa si sahihi, γ ni kubwa zaidi kwa mwitikio wa moja kwa moja, ambapo E a ni kubwa zaidi.
Jibu: a), c).