Реакция состояние равновесия

Каким образом катализатор может влиять на химическую реакцию Если принять, что катализатор в заметной степени при реакции не расходуется, то термодинамически можно показать, что его роль в реакции не заключается в изменении точки равновесия, а сводится к ускорению достижения равновесия. Однако в большинстве химических систем имеются метастабильные состояния, обладающие свободной энергией, промежуточной между свободной энергией реагирующих веществ и состоянием равновесия. Мы можем приписать специфичность катализатора его свойству увеличивать скорость достижения одного из таких промежуточных состояний, а не общему ускорению в направлении достижения состояния с наименьшей энергией. Так как катализатор влияет на скорость реакции и не влияет на состояние равновесия, невозможно дать общее кинетическое описание поведения катализаторов. Болес полно проанализировать поведение катализатора можно, только зная конкретный механизм, по которому протекает данная реакция. Однако целесообразно провести классификацию катализаторов по строению и связанному с ним действию катализаторов на тип реакций, протекающих по данному механизму. Для твердых тел обычно принимают следующую классификацию [c.531]

Всякое изменение состояния системы молекул (среднестатистическая функция распределения по уровням энергии) сопровождается стремлением к новому состоянию равновесия (релаксация). Поглощение зв)т<а всегда сопровождается релаксационными процессами, которые могут остановиться в состоянии неустойчивого равновесия (метастабильное состояние). Нахождение вещества в этом состоянии делает его весьма чувствительным к разнообразным трансформациям. В работе [443] показано, что в метастабильном состоянии субстанция склонна к быстрым химическим изменениям. В этой же работе приводятся сведения, что существует прямая пропорциональная связь между константой скорости химической реакции, энергией и энтропией активации и временем релаксации. [c.49]

Реакции без изменения состояния окисления элементов чаще всего протекают в газовых и жидких растворах с участием ионов. Как известно, ионные реакции обратимы, и теоретически каждой системе ионов при данных условиях отвечает определенное состояние равновесия. Смещение химического равновесия (иногда практически нацело) происходит при уменьшении концентрации каких-либо ионов за счет образования относительно мало ионизирующихся молекул или комплексных ионов малорастворимых или летучих соединений правило Бертолле). Так, в реакции нейтрализации ионное равновесие смещается в сторону образования мало ионизирующихся молекул растворителя, например в водном растворе [c.207]

Таким образом, Гиббс объяснил суть закона действия масс. Он показал, что в состоянии равновесия сумма химических потенциалов всех компонентов смеси минимальна. Если реакция начинается с взаимодействия А+В, то по мере образования С+О она идет вниз по склону холма химического потенциала . Если реакция начинается с взаимодействия С+О, то по мере образования А+В она также идет вниз по склону холма . В состоянии равновесия достигается нижняя точка энергетической ямы между двумя холмами . [c.113]

В химической технологии широко распространены обратимые процессы. Выбирая условия их проведения, в первую очередь нужно руководствоваться требованием смещения равновесия в сторону образования продукта реакции и принципом Ле-Шателье. Согласно этому принципу в системе, выведенной внешним воздействием нз состояния равновесия, самопроизвольно происходят из- [c.90]

Если через электрохимическую систему проходит измеримый электрический ток Л оиа перестает быть термодинамически обратимой и в завнсимости от направления тока превращается либо в гальванический элемент (э), либо в электролитическую ванну (в). Полезная работа, произведенная системой в необратимых условиях, всегда меньше, чем в состоянии равновесия. Электрическая энергия, генерируемая гальваническим элементом за счет протекания в ней электрохимической реакции, будет поэтому при отборе тока I меньше, чем в состоянии равновесия (т. е. нри / = 0) [c.22]

Уравнение (УП1-156) показывает, что скорость обратимой реакции первого порядка можно представить как линейную функцию удаленности системы от состояния химического равновесия, выраженную с помощью разности концентраций продукта в состоянии равновесия и в текущий момент. Эта разность концентраций называется движущей силой реакции. Если величину, обратную константе скорости к, принять за сопротивдение прохождению реакции, то скорость реакции, определяемая уравнением (УП1-156), равна частному от деления движущей силы на сопротивление. По мере протекания реакции концентрация продукта в системе возрастает, а движущая сила понижается. Когда система достигнет состояния химического равновесия, движущая сила и скорость реакции будут равны нулю. [c.242]

Во времена Бертло обратимые реакции были уже известны. В 1850 г. Уильямсон первым тщательно изучил их. Основываясь на результатах проведенных им работ, Уильямсон (см. гл. 7) предложил структурные формулы эфиров. Он нашел условия, при которых смесь веществ А и В образовывала вещества С и О, а смесь веществ С и О образовывала вещества А и В. Однако и в том, и в другом случае в итоге получалась смесь веществ А, В, С и О, причем соотношение этих компонентов было определенным. Смесь прн этом находилась в состоянии равновесия. [c.110]

Выше указывалось, что возможность изменения состояния равновесия имеет важное значение для инженера-практика. Изложение условий состояния равновесия было дано без сведений о том, какие интенсивные характерные для равновесия величины состояния следует изменять, чтобы передвинуть равновесие. Кроме того, важно знать, в какую сторону сдвинется равновесие, если какую-либо величину состояния равновесной системы изменить определенным образом. Ответ на этот вопрос дает принцип Ле Шателье — Брауна, известный из термодинамики Если в термодинамической системе, находящейся в состоянии стабильного равновесия, изменить какую-либо интенсивную величину состояния, то равновесие при этом передвинется таким образом, чтобы изменение соответствующих сопряженных экстенсивных величин состояния было по возможности наименьшим . Вывод этого правила можно найти в учебниках по термодинамике, и мы ограничимся только описанием конкретных случаев. С нашей точки-зрения, большую роль играют интенсивные переменные состояния — такие как температура, давление и химический потенциал. Рассмотрим, какое передвижение равновесия числа пробегов реакции будет происходить при изменении этих величин, т. е. какой знак будет перед частными производными [c.140]

Кинетическая система не находится в состоянии равновесия. Подчиняясь первому закону термодинамики (сохранение энергии), она свободна от ограничений второго закона. Чем меньше ограничений накладывается на систему, чем больше степеней свободы она имеет, тем труднее ее описать. Действительно, как будет видно из дальнейшего, эта трудность становится одним из реальных препятствий на пути удовлетворительной кинетической обработки. Однако основное препятствие для кинетического описания химических систем заключается во множественности существенно неравновесных факторов, которые могут играть решающую роль в определении пути реакции. Таким образом, априори нельзя сформулировать те положения, которыми определяется адекватное описание кинетической системы. В этом нетрудно убедиться на следующем простом примере. Вода, находящаяся на вершине холма, может быть описана уравнениями равновесного состояния. В некоторый следующий момент времени вода может стечь в озеро у основания холма. Оба эти состояния (исходное и конечное) могут быть описаны совершенно точно, и можно определить разности энергий этих состояний. Однако если попытаться описать сам переход, т. е. процесс течения воды с вершины холма, то будет видно, что он может зависеть почти от бесчисленных факторов от наличия стоков, контура склона холма, структурной устойчивости контура, множества подземных каналов в холме, через которые может проникать вода, и т. п. И наконец, если на холме будет кем-либо пробурена скважина, то появится необходимость в тщательном экспериментальном исследовании для того, чтобы учесть и этот дополнительный фактор, влияющий на течение воды. [c.14]

На рис. III.4 приведены типичные равновесные кривые для экзотермической и эндотермической реакций. Их монотонность обеспечивает единственность равновесного состава нри любой заданной температуре. Форма кривых показывает, что это единственное состояние равновесия может быть достигнуто при адиабатическом протекании реакции в изолированной системе. Действительно, в случае экзотермической реакции температура в адиабатическом процессе увеличивается со степенью полноты реакции, в то время как [c.54]

Нужно рассчитать состав газовой смеси после реакции для нескольких температур и нескольких составов выходящей смеси. Принимаем, что система достигает состояния равновесия значения констант равновесия известны по литературным данным [c.111]

Таким образом, отношение скоростей прямой и обратной реакций определяется исключительно разностью свободных энергий данной системы н той же системы в состоянии равновесия. [c.72]

Итак, если к находящейся в состоянии равновесия смеси веществ добавить (или удалить из нее) один из компонентов, равновесие нарушится, и точка равновесия сместится. Тем не менее Гульд-бергу и Вааге удалось найти одну неменяющуюся компоненту. Соотношение произведений концентраций исходных веществ (А и В) и продуктов реакции (С и О) в состоянии равновесия остается постоянным, т. е. [c.112]

Выход реакции обычно значительно ниже теоретического (найденного стехиометрическим расчетом) по следующим причинам 1) обычно перед достижением состояния равновесия реакция получения целевого продукта прерывается (разность скоростей прямой и обратной реакций очень мала) 2) главной реакции часто сопутствуют побочные, приводящие к увеличению расхода исходных веществ 3) в технологическом процессе существуют различные потери, не учтенные в теоретическом расчете. Если влияние этих факторов известно (по работе какой-нибудь промышленной установки), то теоретический расчет можно скорректировать, умножив результат вычислений на определенный в практических условиях коэффициент (меньше единицы). [c.102]

Для реакций, идущих с изменением мольности, то есть объема системы, на состояние равновесия оказывает влияние не только температура, но и давление. Исходя из принципа Ле — Шателье следует, что повышение давления способствует реакциям синтеза, идущим с умень — шением объема. Наоборот, для реакций крекинга, идущих с увеличением объема, благоприятны низкие давления. Для реакций, протека — ющих без изменения объема, таких, как изомеризация или замещение, давление не оказывает влияния на их равновесие. [c.12]

Концентрации, устанавливающиеся в системе после достижения равновесия, зависят от соотношения количеств введенных исходных веществ. Концентрации продуктов имеют такие значения, что для каждой реакции в рассматриваемой системе сохраняется состояние равновесия, т. е. остаются постоянными равновесные значения констант для всех возможных реакций между исходными веществами, полупродуктами и конечными продуктами. В этом случае расчет состава смеси реагентов при равновесии основан на решении системы уравнений для Кр отдельных реакций. Часто некоторые из этих констант не зависят от других, что облегчает расчет. [c.162]

Нетрудно привести множество примеров реакций, состояние равновесия которых указывает на возможность получения в определенных условиях почти полного превращения исходных веществ в продукты, но практически исходные вещества могут не прореагировать даже после продолжительного периода проведения процесса. [c.204]

Почему водные растворы дихромата щелочного металла имеют кислую среду Как изменится окраска такого раствора при добавлении щелочи Проиллюстрируйте соответствующими уравнениями реакций состояние равновесия [c.136]

В химических реакциях состояние равновесия достигается не всегда. Рассмотрим реакцию (7) [c.219]

Практическое исиользование электрохимических систем (как химических источников тока или как электролитических ванн) всегда связано с электрохимическими реакциями, протекающими с конечной скоростью в одном наиравлении. Естественные электрохимические процессы, например разрушение металлов под действием окружающей среды, также направленны и совершаются с заметной скоростью. Поэтому как в первом, так и во втором случаях электрохимические системы уже пе находятся в состоянии равновесия и их свойства значительно отличаются от свойств соответствующих равновесных систем. [c.276]

Выше, на основе закона действующих масс, было показами, что нри состоянии равновесия отношение произведения концентраций исходных веществ к произведению концентраций продуктов реакции есть величина постоянная, т. е. [c.175]

По мере проведения процесса скорость реакции образования продуктов Р и Q уменьшается, а скорость обратной реакции (т. е. получения А и В) возрастает, что следует из направления изменения концентраций этих реагентов в системе. В состоянии равновесия химической системы скорости прямой и обратной реакции равны [c.211]

Ч Закон действующих масс. О степени протекания процесса можно судить на основании закона действующих масс, которому подчиняется система в состоянии равновесия частное от деления произведения равновесных концентраций продуктов реакции на произведение равновесных концентраций исходных веществ является величиной по стоянной (Гульдберг и Вааге, 1864—1867). Эту величину называют константой равновесия, ее обозначают К. [c.178]

В последнем выражении а/ / и а/ ь представляют собой соответственна скорости расходования А в прямой и образования А в обратной реакциях. Величины Rf и Rb могут быть простыми или весьма сложными функциями концентраций одного или всех реагентов, а также температуры, так что в общем виде Rf = Rf (А, В, С, D, Т) и Rh = Rt (А, В, С, D, Т). В состоянии равновесия / = О и Rf=Rb, поэтому, отметив равновесные концентрации при температуре Тд индексом е, получим [c.67]

Допустим, что скорость образования промежуточного соединения в обратимой реакции (VI 1-98) значительно меньше скорости распада этого соединения в реакции (УП1-99), тогда предположение о достижении состояния равновесия в реакции (У1П-98) образования соединения АХ неприемлемо.-В этом случае для описания хода каталитической реакции используется принцип квази-стационарного состояния. Поскольку концентрация промежуточного соединения невелика по сравнению с концентрациями исходного вещества и продукта реакции, можно предположить, согласно указанному принципу, что скорость изменения концентрации этого соединения равна нулю. Тогда [c.228]

Уравнение (VI-8I) особенно удобно, когда концентрации полупродуктов R и S в смеси после реакции очень малы. В общем случае после установления состояния равновесия в смеси реагентов [c.178]

Для химической реакции движущую силу нельзя представить в виде, удобном для подстановки в уравнение (1Х-1). Величиной, определенным образом связанной с движущей силой, является изменение энергии Гиббса, которое как термодинамическая, а не кинетическая величина определяет только качественно направление хода реакции. Выше изменение э.той энергии позволило нам рассчитать концентрации (т. е. величины, оказывающие влияние на скорость реакции), которые могут быть достигнуты системой в состоянии равновесия. [c.348]

Результаты многих исследовательских работ подтвердили справедливость предположений Лангмюра. На них основывается вывод некоторых кинетических зависимостей, описывающих ход процесса термической диссоциации твердых тел, при допущении, что зародыши твердой фазы продукта образуются в небольшом количестве. Согласно Завадскому и Бретшнайдеру, такое допущение верно, когда реакция проходит при небольшой удаленности от состояния равновесия. Если же отдаление от состояния равновесия значительное, т. е. при большом перенасыщении в системе (которое определяется как отношение текущего значения парциального давления компонента А к давлению при равновесии, Рл/) лрав ). то одновременно с реакцией на границе фаз происходит образование зародышей новой твердой фазы. Вследствие этого величина поверхности соприкосновения фаз возрастает, что приводит к ускоре- [c.260]

Скорость некоторых реакций в газовой фазе возрастает в присутствии твердых катализаторов. Вследствие прохождения реакции через промежуточные этапы энергия ее активации становится меньше, чем в гомогенной фазе. Катализатор влияет на кинетику реакции, но стехиометрическое уравнение и состояние равновесия при этом не меняются. [c.271]

Приведенные выше кинетические зависимости были выведены при предположении, что сопротивление химической реакции лимитирует скорость поверхностной реакции. Однако можно допустить, что сопротивление одного из сорбционных процессов оказывает решающее влияние на эту скорость, например сопротивление адсорбции одного из исходных веществ. Тогда скорость поверхностной реакции можно представить с помощью кинетического уравнения адсорбции указанного реагента. Концентрация этого исходного вещества, используемая в уравнении, будет соответствовать концентрации, обусловленной состоянием равновесия химической реакции на поверхности, а концентрации других реагентов — состоянием равновесия сорбционных процессов. [c.280]

Все обратимые химико-технологические процессы стремятся к ранновесню. Количественно состояние равновесия описывается законом действующих масс и выражается копстаитои равновесия ири цостояпиой температуре и наличии равновесия определяется отношением произведения действующих масс продуктов реакции к произведению действующих масс исходных веществ. Для реакции аА + йВ О (—Л//°), где а, Ь, с/— стехиометри- [c.91]

Из приведенных данных следует, что каждый этап какого-либо процесса необходимо проводить в возможно большем отдалении от состояния равновесия и, следовательно, при наибольшей разности потенциалов, т. е. максимальной движущей силе процесса. Однако при желании повысить эффективность проводимого процесса, необходимо стремиться к максимальному использованию возникшей разности потенциалов (температур, давлений, концентраций, приблизиться по возможности к состоянию равновесия химической реакции и т. д.) [c.349]

Изменение давления влияет на состояние равновесия в тех случаях, когда реакция сопровождается изменением объема системы. В соответствии с принпипом Ле Шателье повышение давления сдви-raei химическое равновесие в сторону реакции, идущей с уменьшением об1,ема. При понижении давления проявляется обратная зависимость. Так, для равновесной системы (при 298 К) [c.180]

Обратимые реакции. Подобного рода реакцию, могущую протекать по обоим направлениям, называют обратимой реакцией. Состояние равновесия, достигаемое через некоторое время для реакций, протекающих по обоим направлениям уравнения, наступает в силу того, что скррость течения вышеприведенной реакции справа налево становится равной скорости, с которой протекает реакция в обратном направлении. Такое равновесие рассматривается как динамическое равновесие. Если скорость течения реакции слева направо обозначить через v , а скорость реакции, идущей в противоположном направчении, — через v , то при состоянии равновесия [c.67]

Равенство скоростей одной и той же электродной реакции в ее двух противопололчных направлениях приводит к тому, что в состоянии равновесия не происходит никаких изменений ни в ка- [c.276]

В практическом отношении обратимые реакции являются весьма невыгодными, так как только часть взятых веществ превращается в нужные продукты. Поэтому весьма важным является вопрос, нельзя ли каким-либо образом нарушить устанавливающееся в обратимых реакциях состояние равновесия, нельзя ли заставить реакцию итти дальше, в сторону образования новых конечных продуктов. Оказывается, что во многих случаях это практически возможно в большей или меньшей мере. [c.98]

Вссьма полезным для решения части этих задач оказалось привлечение к рассмотрению явлений электропроводноетн теории абсолютных скоростеу реакций и кинетической теории жидкого состояния. Эти теории рассматривают перемещение ионов не как непрерывное движение ионов в вязкой среде, а как последовательную серию скачков из одного промежуточного состояния равновесия в [c.128]

При добавлении к раствору, содержащему ионы Ре + и Ре +, раствора, содержащего ионы Се + и Се +, реакция будет протекать в сторону окисления ионов Ре + и восстановления ионов Се" + в состоянии равновесия железо будет практически полиост .ю окислено до ионов Ре +, а церий восстановлен до ионов Се +. Высокий окислительный потенциал системы Се +, Се - дает возможность использовать ее в химическом объемном анализе (цериметрия). [c.183]

В результате преимущественногэ протекания реакции в одном направлении масса (часто и природа) электрода, а также состав раствора вблизи него оказываются измененными по сравнению с состоянием равновесия. [c.277]

Важной особенностью катализа является сохранение ката — лизс1тором своего состава в результате промежуточных химических взаимодействий с реагирующими веществами. Катализатор не расходуемся в процессе катализа и не значится в стехиометрическом уравнении суммарной каталит ической реакции. Это означает, что катализ не связан с изменетн-тем свободной энергии катализатора и, следовательно, катализатор не может влиять на термодинамическое равновесие химических реакций. Вблизи состояния равновесия катализатор в равной степени ускоряет как прямую, так и обратную [c.79]

В этом соотношении — сумма, которая может быть интерпретирована как сумма по состояниям для частиц, имеющих по крайней мере энергию Е на степенях свободы, существенных для реакции. — константа равновесия для частиц А, расположенных на седловинпой точке, или, другими словами, находящихся в переходном состоянии. Если принять Е за нуль энергии для комплекса, то можно подставить Е = Е — Е, и тогда [c.220]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология