ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Закономерности протекания реакций из "Теоретические основы неорганической химии" Для развития атомно-молекулярного учения большую роль сыграли обобщающие закономерности, позволившие до создания учения о. статике и динамике процессов решить вопросы об энергетике процессов, скоростях их протекания, равновесии и влиянии на них внешних условий. К числу таких закономерностей следует отнести закон Гесса, закон действующих масс Гульдберга и Вааге и принцип Ле Шателье. [c.29] Закон Гесса. Протекание химических реакций вследствие перераспределения атомов и зарядов сопровождается энергетическими эффектами. В связи с этим реакции подразделяют на экзотермические (с выделением энергии) и эндотермические (с поглощением энергии).- Если в уравнении указывается тепловой эффект химической реакции, то оно называется термохимическим урав- пением. [c.29] Закон Гесса представляет собой одну-из форм позднее открытого закона сохранения энергии в применении его к химическим реакциям при постоянном объеме или постоянном давлении. [c.30] Этот закон широко используется для определения расчетным путем теплового эффекта интересующего процесса на основе экспериментальных данных для других процессов (образования или сгорания). Вычисления проводятся с использованием теплот образования (ДЯобр) и теплот сгорания (ДЯсгор). приводимых в справочных изданиях. [c.30] Теплотой образования называется тепловой эффект реакции образования данного соединения из простых веществ, отвечающих, как правил о, н а и б о л ее устойчивому состоянию простого вещества при стандартных условиях (например, газообразный кислород, кристаллический иод, кристаллический германий, металлический кальций и др.). Такой выбор стандарти- зации предусматривает, что теплоты образования простых веществ при стандартных условиях (р=1,0Ы0 Па и Г=298,15 К) равны нулю. [c.30] Теплотой сгорания называется тепловой эффект реакции окисления д-а иного соединения-кислородом с образованием высших оксидов, соответствующих элементов или соединений этихоксидов. [c.31] Для органических соединений сгорание проходит до образования диоксида углерода, газообразной или жидкой воды и других соответствующих продуктов, для которых эти величины при стандартных условиях приняты равными нулю. [c.31] Из основного закона термохимии следуют два практически важных вывода. [c.31] Следует иметь в виду, что все величины уравнений (1.10—1.13) относятся к одним и тем же условиям реакции. [c.31] Приведем пример применения выводов из закона Гесса для вычисления теплового эффекта сжигания ацетилена по реакции. [c.31] Скорость химической реакции в значительной степени зависит от температуры. Опыт показывает, что при повышении температуры на каждые 10 °С скорость большинства реакций увеличивается примерно в 2—4 раза, т. е. [c.33] Это приближенное правило было сформулировано Вант-Гоффом (1884). [c.33] Количественная зависимость скорости от температуры была дана Аррениусом (1889) в виде линейного уравнения 1пА=/(1/7 ), носящего его имя. [c.33] Чем больше тепловой эффект реакции, тем сильнее смещается равновесие с изменением температуры. Таким образом, направление смещения равновесия под действием температуры определяется знаком, а его степень — величиной теплового эффекта. [c.33] Влияние давления. Из принципа Ле Шателье следует, что увеличение давления смещает равновесие в направлении реакций, протекающих с уменьшением объема, и наоборот, уменьшение его смещает равновесие в направлении реакций, тротекающих с увеличением объема. Смещение авновесия для реакций, протекающих в прямом ч обратном направлении без изменения объема, ри изменении давления (при небольших давле-1иях) практически не происходит. [c.33] При больших изменениях объема чувствительность положения равновесия к изменениям давления более высокая, чем при мёнь ших. Следовательно, направление смещения равновесия под действием давления определяется знаком изменения объема в реакции, а его степень — величиной этого изменения. [c.34] Влияние давления особенно заметно для реакций с участием газообразных веществ. Для реакций веществ в конденсированном состоянии (твердофазных, жидкофазных) влияние давления невелико. [c.34] Влияние концентрации. По принцйпу Ле Шателье изменение концентрации одного из реагирующих веществ смешает равновесие реакции в направлении приближения концентрации его к первоначальной равновесной концентрации. [c.34] При этом повышение концентрации реагента (реагентов) сме-, щает равновесие в сторону образования продуктов реакции. Наоборот, добавление продукта (продуктов) реакции смещает равновесие в сторону образования реагентов. Таким образом, направление смещения равновесия определяется тем, концентрация какого из взаимодействующих веществ меняется реагентов или продуктов реакции, а степень смещения — величиной изменения концентрации и стехнометрическими коэффициентами. [c.34] Смещение равновесия под действием различных факторов имеет большое практическое значение. Одновременным воздействием высоких температуры и давления искусственным путем получают новые вещества с ценными свойствами, новые модификации веществ. Связыванием или удалением продуктов реакции добиваются получения необходимых веществ с большим выходом и т. п. [c.34] Вернуться к основной статье