Химическое равновесие, типы химических реакций, полные (необратимые) реакции и обратимые реакции
Химическое равновесие — это динамическая система, которая имеет место, когда скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, где концентрация, температура , давление и положение равновесия неизменны. Типы равновесия — это динамическое равновесие, химическое равновесие и ионное равновесие, Динамическое равновесие, по-видимому, является стационарной системой, но в действительности является динамической системой.
Равновесная система
Это система, которая, по-видимому, является стационарной системой на видимом уровне, но в действительности является динамической системой на невидимом уровне. Равновесие не означает, что изменение прекратилось, но это означает, что изменение продолжается в двух направлениях (вперед и назад), состояние равновесия — это состояние, при котором кажущиеся свойства смеси не изменяются (стабильны).
Испарение и конденсация воды
Если вода в закрытом сосуде нагревается, мы замечаем, что происходят два обратимых или противоположных процесса, это процессы испарения и конденсации. В начале нагрева преобладает испарение, которое связано с увеличением давления пара (давление пара — это давление образуется из-за водяного пара в воздухе при определенной температуре).
Процесс испарения продолжается до тех пор, пока давление пара не сравняется с давлением насыщенного водяного пара, которое является максимальным давлением водяного пара (которое является максимальным давлением водяного пара в воздухе при определенной температуре).
В конце концов, достигается состояние равновесия между скоростью испарения и конденсации. В это время количество молекул воды, которые испаряются из жидкости, равно количеству молекул воды в конденсированном паре.
Химическое равновесие
Химические реакции можно разделить на два типа: полные (необратимые) и обратимые реакции.
- Мгновенные реакции — это реакции, которые заканчиваются за очень короткое время, как только реагенты смешиваются.
- Сравнительно медленные реакции — это реакция между маслом и едким натром (NaOH) с образованием мыла и глицерина.
- Реакции, такие как ржавление железа, должны пройти несколько месяцев.
Полные (необратимые) реакции
Необратимая реакция — это реакция, которая протекает в одном направлении, потому что один из продуктов уходит из системы в виде газа или осадка.
Это называется мгновенной реакцией, эта реакция протекает в одном направлении «только в прямом направлении». Продукты не вступают в реакцию друг с другом еще раз, чтобы преобразовать реагенты в условиях реакции. Эти реакции необратимы, поскольку один из продуктов улетучивается. из среды реакции в виде газа или ppt.
При добавлении раствора хлорида натрия к раствору нитрата серебра образуется белый осадок хлорида серебра.
NaCl + AgNO 3 → NaNO 3 + AgCl ↓
Когда полоска металлического магния помещается в раствор соляной кислоты, выделяется газообразный водород.
Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 ↑
Эти реакции считаются полными или необратимыми реакциями, потому что один из продуктов выходит из системы, хлорид серебра выпадает в осадок в первой реакции, а газообразный водород выделяется во второй реакции, эти реакции протекают в одном направлении, потому что продукты не могут быть объединены. друг с другом, еще раз реформируя реагенты в условиях эксперимента.
Обратимые реакции «Неполная реакция» (одновременные процессы)
Эта реакция протекает в обоих направлениях (вперед и назад). Продукты рекомбинируют с образованием реагентов до тех пор, пока не будет достигнуто состояние равновесия, когда скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции.
Когда один моль уксусной кислоты (этановой кислоты) добавляют к одному молю этанола, согласно следующему уравнению ожидается, что должен образоваться один моль этилацетатного (этилэтаноатного) эфира и один моль воды.
Прямое направление:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH → CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
Обратное направление:
СН 3 СООС 2 Н 5 + Н 2 О → СН 3 СООН + С 2 Н 5 ОН
Когда в раствор помещается синяя лакмусовая бумага, она становится красной, несмотря на то, что продукты нейтральны (не действуют на лакмусовую бумажку), предыдущая реакция не продолжается до завершения (в одном направлении к образованию лакмусовой бумаги). только продукты), это обратимая реакция, которая идет в обоих направлениях, вперед и назад.
Соответственно, в реакционной среде всегда присутствуют как реагенты, так и продукты, что объясняет кислотность раствора сложного эфира из-за присутствия уксусной кислоты.
Химическое равновесие имеет место в обратимых реакциях и имеет место, когда скорость прямых реакций равна скорости обратных реакций.
Во время химического равновесия:
- Концентрация реакций и продуктов остается постоянной.
- Все реагенты и продукты все еще присутствуют в реакционной среде (газ не выделяется и никакие части не образуются).
- Условия реакции, такие как концентрация, температура и давление, постоянны.
Химическое равновесие в обратимых реакциях — это динамическая система, которая имеет место, когда скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции и концентрация реагентов и продуктов не изменяется, положение равновесия остается неизменным, а продукты все еще находятся в системе и до тех пор, пока не изменяются условия реакции.
Скорость химической реакции — это скорость изменения концентрации реагентов или продуктов за единицу времени. Единица концентрации выражается в моль / литр. Единица времени выражается в секундах или минутах.
В необратимых (полных) реакциях концентрация реагентов уменьшается, а концентрация продуктов увеличивается, концентрация реагента минимальна, а концентрация продукта максимальна.
В обратимых (полных) реакциях увеличение концентрации продуктов и уменьшение концентрации реагентов происходит до тех пор, пока не установится равновесное состояние, концентрация продукта равна концентрации реагента, скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции.
Термическое разложение нитрата меди II является полной реакцией из-за выхода газов NO 2 и O 2 из реакционной среды.
2Cu (NO 3 ) 2 → 2CuO + 4NO 2 ↑ + O 2 ↑
Реакция раствора хлорида натрия с раствором нитрата серебра является завершенной реакцией из-за выхода осадка хлорида серебра из реакционной среды.
AgNO 3 + NaCl → NaNO 3 + AgCl ↓
Синяя лакмусовая бумажка становится красной, когда ее помещают в контейнер, содержащий один моль этанола и один моль уксусной кислоты, хотя продукты нейтральны, потому что уксусная кислота всегда присутствует в среде этой обратимой реакции.
Химическое равновесие — это динамическая система, а не стационарная, хотя скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, реакция продолжается в обоих двух направлениях.