Смещение равновесия и тепловые эффекты

В исследовании термодинамики химических превращений в конце XIX в. большую роль сыграли работы голландского физикохимика Я. X. Вант-Гоффа. Мысленно проведя газовую реакцию в равновесных условиях, т. е. сжимая и расширяя газы с совершением максимальной работы в так называемом ящике Вант-Гоффа , он вывел знаменитое уравнение изотермы химической реакции, которым связал максимальную работу, т. е. изменение энергии Гиббса в реакции, с известной из закона действия масс константой химической реакции. Так закон действия масс получил свое термодинамическое обоснование. Вант-Гофф вывел также зависимость константы реакции от температуры, получившую название уравнения изобары химической реакции. Он показал, что знак и крутизна этой зависимости определяются знаком теплового эффекта реакции, чем термодинамически обосновал принцип смещения равновесия Ле-Шателье-Брауна (1884). [c.317]

Закономерности возникновения и протекания химических реакций в школьном курсе химии выражены отдельными взаимосвязанными понятиями об энергетике, скорости химической реакции, катализе и химическом равновесии. В разделах об энергетике химических реакций даны понятия об экзо- и эндотермических реакциях, тепловом эффекте химических реакций, а также об энергии активации. Скорость химической реакции рассматривается как изменение концентрации в единицу времени. Формула закона действия масс дается без учета стехиометрических коэффициентов в качестве показателей степени разбирается только пример, когда каждый коэффициент равен 1. Химическое равновесие изучается как равенство скоростей прямой и обратной реакций, указываются способы смещения равновесия (качественный аспект). [c.275]

Направление смещения равновесия в результате изменения температуры определяется знаком теплового эффекта. Степень смещения равновесия определяется в е л и ч и н о й теплового эффекта чем больше ДЯ, тем значительное влияние температуры наоборот, если ДЯ близко к нулю, то температура практически не влияет на равновесие. Хотя, как уже отмечалось, тепловые эффекты с температурой меняются незначительно, но для химического равновесия в очень широком интервале температур следует принимать во внимание возможное изменение ДЯ. Если ио абсолютной величине значение ДЯ невелико, то может произойти и перемена знака ДЯ. Это будет означать, что изменение температуры вызовет изменение знака температурного коэффициента константы равновесия. [c.72]

Направление смещения равновесия в результате изменения температуры определяется знаком теплового эффекта., Степень смещения равновесия определяется абсолютной величиной теплового эффекта чем больше А//, тем значительнее влияние температуры, наоборот, если АЯ близко к нулю, то температура практически не влияет на равновесие. [c.199]

Равновесие реакции (1.18а) может смещаться не только при изменении температуры, но и при изменении давления. Если vздавления равновесие реакции (1.18а) смещается влево. Это приводит к выпадению переносимого вещества в правой части установки (рис. 3). Однако большой перепад давления, необходимый для заметного смещения равновесия реакции (1.18а), осуществить трудно. Значительно проще осуществить это смещение путем создания разности температур между зонами. Поэтому двухтемпературный вариант метода транспортных реакций является более распространенным. Направление переноса определяется тепловым эффектом реакции. Если реакция вещества с заданным реагентом является экзотермической, то в соответствии с принципом Ле Шателье [c.21]

Нарушение равновесия вследствие изменения температуры. Равновесие подавляющего большинства химических реакций сдвигается при изменении температуры. Фактором, который определяет направление смещения равновесия, является при этом знак теплового эффекта реакции. Можно показать, что при повышении температуры равновесие смещается в направлении эндотермической, а при понижении — в направлении экзотермической реакции. Так, синтез аммиака представляет собой экзотермическую реакцию [c.209]

Влияние температуры. Из приведенного уравнения видно, что соединение водорода с азотом сопровождается выделением, а распад аммиака на водород и азот — поглощением теплоты. В этом случае сообщение теплоты извне (повышение температуры) сдвигает равновесие влево — в сторону разложения аммиака, т. е. благоприятствует эндотермической реакции. Наоборот, охлаждение системы (понижение температуры) вызовет смещение равновесия вправо, в сторону образования аммиака, т. е. способствует экзотермической реакции. Следовательно, чем большим тепловым эффектом обладает данный процесс, тем сильнее смещается равновесие с изменением температуры. В про- [c.41]

Качественную оценку влияния температуры можно провести, если известен тепловой эффект реакции. В соответствии с принципом Ле Шателье — Брауна нагревание вызывает смещение равновесия в сторону того процесса, который сопровождается поглощением теплоты, т. е. повышение температуры вызывает возрастание константы равновесия эндотермического процесса. Понижение температуры благоприятствует протеканию экзотермического процесса. Направление смещения равновесия при изменении температуры определяется знаком теплового эффекта реакции, а степень смещения равновесия — величиной ЛЯ (чем больше ДЯ, тем сильнее влияние температуры). [c.38]

Термодинамика рассматривает эту реакцию в состоянии равновесия, т. е. при условии, что концентрации всех участвующих в ней веществ не меняются. Термодинамический подход позволяет определить константу равновесия реакции, равновесные концентрации всех реагирующих веществ, тепловой эффект, а также условия смещения равновесия в ту или другую сторону. Термодинамические соотношения ничего не скажут нам о механизме и скорости реакции, а также о возможных промежуточных стадиях реакции. [c.147]

Приведите возможные объяснения, почему чем больше тепловой эффект реакции, тем сильнее сказывается влияние температуры на смещение равновесия и константу равновесия (температура ускоряет одновременно прямую и обратную реакции. Почему преимущественно ускоряется одна из них, что и приводит к смещению равновесия ). [c.143]

Уравнение (2.16) установлено Вант-Гоффом и дает очень важную зависимость между тепловым эффектом реакции и смещением равновесия при изменении температуры. [c.67]

Направление смещения равновесия в результате изменения температуры определяется знаком теплового эффекта. Степень смещения равновесия определяется величиной теплового эффекта чем больше [c.79]

В. Смещение равновесия и тепловые эффекты [c.202]

По знаку теплового эффекта, пользуясь принципом Ле-Шателье, предскажем направление смещения равновесия при изменении температуры. При повышении температуры равновесие смещается в сторону процесса, ослабляющего эффект повышения температуры, т. е. в сторону реакции, идущей с.......тепла [c.376]

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]

Тепловые эффекты реакции поликонденсации обычно невелики (33,4—41,8 кДж/моль, или 8—10 ккал/моль), а поэтому температура реакции очень мало влияет на молекулярную массу полимера. Но повышение температуры ускоряет приближение системы к состоянию равновесия, которое при низких температурах иногда практически недостижимо. Часто с повышением температуры облегчается удаление выделяющегося простейшего вещества (папример, воды), что приводит к смещению равновесия и образованию более высокомолекулярных полимеров. Однако этот вторичный процесс нельзя рассматривать как специфическое влияние температуры, так как аналогичное смещение равновесия может быть достигнуто и другими путями, например увеличением продолжительности отгонки выделяющегося вещества или увеличением разрежения. [c.148]

В реакциях, протекающих практически без тепловых эффектов изменение температуры не вызывает смещения равно-сия. В этом случае повышение температуры приводит лишь к более быстрому установлению того же равновесия, какое было бы достигнуто в данной системе и без нагревания, но за более длительный отрезок времени. [c.69]

В данном разделе рассматриваются классификация химических реакций, сущность окислительно-восстанови-тельных реакций, тепловые эффекты реакций, их скорости, состояние химического равновесия для обратимых реакций и условия его смещения, а также показаны правила составления различных типов уравнений химических реакций. [c.117]

Поскольку реакция инициирования цепи сильно эндотермич-на, соответствующая ей константа равновесия быстро возрастает с температурой, что способствует образованию свободных радикалов. Напротив, реакции обрыва цепи сильно экзотер-мичны, что обусловливает быстрое понижение соответствующих им констант равновесия с температурой. Реакции продолжения цепи почти не обладают тепловым эффектом, и соответствующие им константы равновесия практически не зависят от температуры. В общем, чем выше температура, тем больше концентрации свободных радикалов. Таким образом, смещение равновесия тоже приводит к увеличению выхода этилена с повышением температуры вследствие возрастания /Сравн [c.63]

Согласно принципу смещения равновесий, влияние температуры на растворимость в значительной степени зависит от общего теплового эффекта растворения. Например, большинство солей при растворении поглощает тепло, и поэтому они лучше растворяются при более высокой температуре. Если при растворении вещества выделяется тепло, то растворимость такого вещества при повышении температуры уменьшается. Например, растворение гидроокиси кальция Са(0Н)2 сопровождается выделением тепла, поэтому при повышении темпе атуры растворимость Са(0Н)2 понижается. [c.18]

Определение изменения энтальпий материальных потоков для неидеальных систем осложняется наличием теплового эффекта при смещении компонентов и неаддитивностью теплоемкости жидкости. Наиболее существенно влияние теплот смешения, данные по которым часто отсутствуют. Теплоты смешения могут быть рассчитаны по данным о равновесии между жидкостью и паром при нескольких температурах с помощью уравнения [c.270]

Тепловые эффекты имеют огромное практическое и теоретическое значение. Их практическое значение очевидно горение топлива, жизненные процессы, металлургия, синтезы различных веществ и огромное количество других процессов и явлений связано с тепловыми эффектами. Изучение тепловых эффектов делает понятными причины протекания реакций, смещение равновесий. По тепловым эффектам можно сделать вывод о молекулярной структуре ряда веи еств, о характере и прочности связей. [c.305]

Температура. Повышение температуры увеличивает кинетическую энергию всех молекул, участвующих и реакции. Но молекулы, вступающие в реакцию, при которой происходит поглощение энергии (эндотермическая реакция), начинают взаимодействовать между собой быстрее. Это увеличивает концентрацию молекул, участвующих в обратной реакции, и ускоряет ее. В результате достигается новое состояние равновесия с повышенным содержанием продуктов реакции, протекающей е-пвглощением энергии. Таким образом, важным фактором, который определяет направление смещения равновесия при изменении температуры, является знак теплового эффекта реакции. [c.141]

Ниже показано направление смещения равновесия при изменении температуры. Предскажите 3jjaK теплового эффекта и знак изменения энтальпии для каждой реакции [c.47]

Выясним теперь, как влияет температура на направление смещения равновесия в реакциях (I) и (IV). Определим вначале, [юльзуясь законом Гесса, тепловой эффект процесса (I). Для этого можно поступить двояко или от суммы теплот образования СО и Н О отнять теплоту образования СО2, или из теплоты сгорания Из вычесть теплоту сгорания СО. В результате получим величину ДЯ=—9,77 ккал/моль. Следовательно, нагревание будет сменить равновесие (1) влево, охлаждение — вправо (см. стр. 32) иными словами, с повышением температуры в смеси будет расти содержание окиси углерода и водяного пара, причем, так как ДЯ не очень велико, этот рост не будет значительным. [c.74]

Из (XIII, 9) следует, что Ка увеличивается с повышением Т в процессах, сопровождающихся поглощением теплоты (АЯ°>0). Если же стандартная реакция является экзотермическим процессом, т. е. АЯ° < О, то Ка увеличивается при понижении Т. Таким образом, в соответствии с принципом Ле-Шателье, характер смещения равновесия под влиянием температуры определяется знаком теплового эффекта при нагревании реакция смещается в сторону поглощения теплоты, так как это препятствует повышению температуры в системе (см. также с. 476 сл.). [c.391]

Таким образом, смещение констант равновесия при изменении Т зависит как от теплового эффекта, так и от изменения активностей с температурой. Если принять предположение, что актвности и фугитивности при изменении температуры остаются стандартными, т. е. равными единице, то уравнения (VI. 49) и (VI. 50) примут вид [c.372]

Степень смещения равновесля определяется величиной изменения энтальпии. По направлению смещения равновесия при изменении температуры можно сделать вывод о знаке теплового эффекта и изменения энтальпии. По степени изменения состояния [c.61]

Влияние жидкой среды иа протекавие химических процессов может быть весьма значительным (см. Клетки эффект). Направление, в к-ром смещается хим. равновесие при переходе реагирующей смеси из газовой фазы в Ж., зависит от того, как изменяет введение реагентов структуру Ж. В нормальных Ж. равновесие смещается в сторону образования более компактных реагентов, т.е. молекул с меньшим собственным объемом. Изохорный тепловой эффект хим, р-ций мало изменяется при переходе из газовой фазы в Ж., т. к. энергия разрыва хим. связи обычно значительно превышает энергию взаимод. реагентов с молекулами Ж. Изменение изобарного теплового эффекта хим. р-ции м. б. значительным, т.к. оно связано со смещение.м равновесия при тепловом расширении Ж. Полярные и ассоциированные Ж. с высокими значениями способны значительно смещать равновесие электролитич. диссоциации и перестраивать локальную структуру вблизи растворенного иона (с.м. Сольватация). [c.155]

Важнейшей задачей термодинамики в XIX в. было создание теории тепловых машин. В связи с этим значительная часть термодинамических исследований была посвящена круговым процессам и изучению свойств газов и паров. Обобщением этих исследований явились первое и второе начала термодинамики. В конце XIX в. на базе обоих начал возникла химическая термодинамика, объектом которой стала химическая реакция. В текущем столетии химическая термодинамика получила практическое приложение. Важнейшей характеристикой.химической реакции служит химическое равновесие, определяемое по закону действующих масс соотношением концентраций взаимодействующих веществ. Однако смещение равновесия может происходить и при изменении температуры. Я. Вант-Гофф показал в 1884 г., что влияние температуры на равновесие зависит от теплового эффекта реакции. Исходя из уравнения Клаузиуса—Клапейрона, Я. Вант-Гофф вывел уравнение изохоры реакции [c.241]

Это уравнение называется уравнением Клаузиуса — Клапейрона. Для процессов испарения и сублимации оно связывает изменеч ние давления насыщенного пара с температурой (dp/dT), изменение объема и тепловой эффект процесса, а для процессов плавления и полиморфного превращения — изменение температуры перехода с давлением и соответствующие изменения объема и тепловой эффект. Так как в двух последних процессах AV всегда невелико, то в соответствии с принципом смещения равновесий ( 87) температура слабо изменяется при изменении давления. В процессах же испарения и сублимации изменение объема всегда бывает большим и, следовательно, более значительным дол жно быть влияние изменения давления на температуру (см. рис. 82). [c.247]

Замечательны незначительные образования кристаллических растворов метасиликата и дисиликата натрия, а также дисиликата натрия с избытком 1 ремне-зема и два энантиотропных превращения дисиликата натрия при температурах 678 и 707°С с очень малыми тепловыми эффектами (2 и 1 кал1ч). Неустойчивые смещения равновесия отмечены на фиг. 442 пунктирными линиями . [c.417]

При нейтрализации слабых кислот илнслабых оснований имеет место дополнительный тепловой эффект диссоциации. Как известно, в растворах слабых кислот и оснований диссоциирована лишь небольшая часть растворимых молекул. При связывании имеющихся ионов слабой кислоты или слабого основания происходит смещение равновесия диссоциации — идет диссоциация молекул. Так как тепловые эффекты диссоциации различных слабых оснований и кислот разные по величине и знаку, то тепловые эффекты их нейтрализации имеют величины, отличающиеся от 13,64 ккал. [c.51]

Нарушение равновесия вследствие и з м е н е н н я т е м пературы. Равионесие подавляющего большинства химиче-С . их реакции сдвигается при изменении температуры. Фактором, г. торый определяет направление смещения равновесия, является ри этом знак теплового эффекта реакции. Можно показать, что при повышении температуры равновесие смещается в направлении ,дотермической, а при понижении — в направлении экзотермической реакции. [c.189]