Динамические процессы химическое равновесие

Необходимо отметить, что химическое равновесие следует понимать не как состояние покоя, а как процесс, идущий беспрерывно с одинаковой скоростью в обоих направлениях. При этом концентрации веществ не меняются, что и создает видимость покоя. Такое состояние называется химическим динамическим равновесием. [c.181]

Химическое равновесие носит динамический характер какое количество исходных веществ вступает в реакцию, такое же образуется в результате обратной реакции. Достаточным доказательством существования химического равновесия является достижение его с обеих сторон, т.е. в результате протекания как прямого, так и обратного процессов. Химические равновесия чаще всего изучаются при постоянных давлении и температуре. Система стремится к минимуму свободной энергии, который наблюдается в состоянии равновесия. [c.23]

Свободный кислород тропосферы и его большие концентрации в подводных тропосферах, в том числе и в океане, непрерывно исчезает, так как является мощным окислителем, давая многочисленные химические процессы создания новых сотен богатых кислородом минералов выше кислородной поверхиости и создает живое веш.ество при процессах дыхания. Несмотря на эти мощные процессы, мы видим, что количество кислорода в тропосфере не уменьшается в течение геологического времени. Отсюда можно сделать только один вывод, что фотосинтез зеленой растительности создает главную массу свободного кислорода тропосферы и непрерывно, сотни миллионов лет, поддерживает существующее динамическое газовое химическое равновесие тропосферы. [c.202]

Скорость электрохимической реакции при равновесном потенциале г о называется током обмена (точнее плотностью тока обмена). Таким образом, электрохимическое равновесие, как любое химическое равновесие, является динамическим. Отсутствие внешнего тока вовсе не означает полного прекращения электрохимического процесса, а лишь указывает, что скорость катодного процесса равна скорости анодной реакции, так что концентрации реагирующих веществ не изменяются во времени. [c.249]

В обратимом процессе через некоторое время устанавливается химическое равновесие. Равновесным состоянием называется такое термодинамическое состояние системы, когда при постоянных внешних условиях параметры системы (состав, давление и др.) не изменяются во времени, причем стабильность характеристик системы не обусловлена протеканием какого-либо процесса с участием внешней среды . Истинное равновесие является динамическим - постоянство свойств системы обусловлено не отсутствием процессов на молекулярном уровне, а одинаковой скоростью прямого и обратного процессов, [c.186]

В рассмотренных примерах слабые электролиты содержатся как в правой, так и в левой частях уравнений реакций (А дсн.соон = = 1,75-10- /Сд н он =1,77-10- ). Поэтому, хотя положение равновесия приведенных процессов будет по-прежнему смещено в сторону образования наиболее слабого электролита — воды, процессы не пойдут до конца, и количество воды, образовавшееся при смешении эквивалентных количеств исходных веществ, будет меньше величины, ожидаемой согласно закону эквивалентов. Но химическое равновесие носит динамический характер, т. е. достигается при одном и том же соотношении концентраций компонентов, с какой бы стороны к нему ни подходили — со стороны прямой или со стороны обратной реакции. [c.166]

Такое состояние системы, при котором скорости прямой и обратной реакций равны, называется химическим равновесием. Химическое равновесие является динамическим равновесием и обусловливается не тем, что процесс прекращается, а равенством скоростей двух противоположных процессов число образующихся в единицу времени молекул при этом равно числу распадающихся. По достижении химического равновесия состав системы не изменяется. [c.22]

Химическое равновесие является динамическим и обусловливается не прекращением процесса, а равенством скоростей двух противоположных процессов. При этом число образующихся в единицу времени молекул равно числу распадающихся. По достижении химического равновесия состав системы не изменяется. [c.38]

Химическое равновесие (так же, как и физическое) является подвижным (динамическим). Это значит, что система чувствительно реагирует ( отзывается ) на всякие изменения условий ее существования тем, что равновесные концентрацни изменяются, причем каждый раз устанавливается новое равновесие, соответствующее новым условиям существования системы. Другими словами при изменении параметров состояния системы она претерпевает равновесный процесс. [c.150]

Из рассмотренного вытекает, что химическое равновесие является равновесием динамическим оно обусловлено не тем, что, дойдя до него, процесс прекращается, а тем, что обе взаимно противоположные реакции протекают с одинаковыми скоростями. Все время идет и образование молекул воды и их распад, но число образующихся за единицу времени молекул равно числу распадающихся. Поэтому нам и кажется, что изменений в системе не происходит. [c.124]

Таким образом, химическое равновесие является динамическим при нем в системе постоянно осуществляются два химических процесса — прямой и обратный, идущие с одинаковыми скоростями. [c.141]

Изучение протекания обратимых реакций в 50—60-х годах прошлого века показало, что состояние равновесия может изменяться при добавочном введении в равновесную смесь некоторых количеств реагентов, т. е. что направление химического процесса определяется не только химической природой веществ, но и их относительными количествами, массами (В современных термодинамических терминах мы говорим, что направление реакции зависит не только от величины стандартного изменения свободной энергии, определяемой природой веществ, но и от их активностей.) Тогда же химики пришли к убеждению, что состояние химического равновесия — это динамическое, подвижное состояние, определяемое равенством скоростей прямой и обратной реакций. [c.199]

Динамический характер обратимых реакций становится более очевидным при рассмотрении констант скорости для прямого и обратного процессов. Примечательно, что законы химического равновесия были установлены сначала в результате осмысливания причин, влияющих на скорость реакций, а не путем непосредственного изучения равновесий. Впоследствии оказалось возможным установить количественную зависимость между свойствами равновесий и энергетикой реакций. Эти вопросы рассматриваются в рамках химической термодинамики, которой посвящена гл.17. [c.238]

Помимо равновесных реакций методами ЯМР можно исследовать и нестационарные химические реакции. В этом случае система сначала переводится в химически неравновесное состояние и затем ее переход к равновесию наблюдается как функция времени. Неравновесное состояние может быть создано методом остановленного потока [2.45—2.52], оптически индуцированными фотореакциями в связи с химически индуцированной динамической поляризацией ядер (2.53—2.56] или внезапным изменением параметра, влияющего на химическое равновесие. Преимущества фурье-спектроскопии как метода измерения параметров переходных процессов не вызывают сомнений [2.57]. [c.84]

При постоянных температуре и давлении скорости прямой и обратной реакций в результате изменения концентраций реагирующих веществ во времени постепенно выравниваются. Химическая реакция протекает самопроизвольно (т. е. в целом в одном направлении) до тех пор, пока не достигнуто химическое равновесие между реагирующими веществами. Химическое равновесие является динамическим процессом, при котором скорости прямой и обратной реакции равны друг другу. [c.142]

Состояние химической системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, называется химическим равновесием. Последнее, как и термодинамическое равновесие, является истинным, но в отличие от него носит не статический, а динамический характер. Истинное химическое равновесие обусловлено не отсутствием процесса в системе, а полной компенсацией двух взаимно противоположных процессов. В зависимости от условий химическое равновесие может наступать при ничтожно малых концентрациях исходных веществ и при исчезающе малых концентрациях продуктов реакции. В первом случае реакция будет необратимой в прямом направлении, а во втором — в обратном. Между понятиями обратимая реакция и термодинамически сбратимый процесс нет ничего общего. Все реальные процессы, в том числе и обратимые химические реакции, являются термодинамически необратимыми процессами. О термодинамической обратимости той или иной реакции (обратимой или необратимой) можно говорить лишь с практической точки зрения. [c.244]

Различные варианты теории основываются на подходах, предложенных Касселем и Слейтером (см. [4]). Если в модели Слейтера распад молекулы рассматривается как динамический процесс (биения в системе связанных гармонических осцилляторов, случайно приводящие к достижению реакционной координатой критического значения, например определенного увеличения длины связи при отщеплении атома), то модель Касселя является существенно статистической и предполагает быстрое установление равновесия по колебательным степеням свободы. Каждый из подходов имеет свои достоинства и недостатки. Так, в модели Слейтера можно, в принципе, проследить динамику в колебательной системе, и это открывает возможность рассмотрения более тонких особенностей химического превращения. В качестве примера можно привести работу [18], в которой рассматривалась задача о расчете зависимости скорости синхронной химической реакции от числа степеней свободы г/, принимающих участие в переходе. Расчет показывает, что хотя необходимость синхронного изменения многих ядерных координат и уменьшает заметно эффективность процесса, но выигрыш в энергии активации в этом случае оказывается решающим по оценкам вплоть до у = 50. Вместе с тем делаемое в модели Слей- [c.32]

В результате взаимно противоположных процессов—осаждения и растворения—между осадком и растворенной частью вещества наступав состояние динамического равновесия, при котором скорость растворения равняется скорости осаждения, т. е. в данном случае имеют место процессы, протекающие в гетерогенной среде и напоминающие обратимые химические реакции с установившимся состоянием химического равновесия. [c.140]

Полученный вывод вытекает из природы явления диссоциации. Как всякое химическое равновесие, равновесие в растворе слабого электролита является динамическим, т. е. прн его установления протекают с равными скоростями два процесса процесс диссоциации и обратный ему процесс образования молекул из ионов. При этом разбавление раствора не препятствует перво.му из этих процессов— диссоциации. Однако процесс образования молекул из ПОНОВ в результате разбавления затрудняется для образования молекулы должно произойти столкновение попов, вероятность которого с разбавлением уменьшается. [c.239]

Положительное значение АО указывает на возможность протекания хлорирования оксида только при условии одновременного удаления продуктов реакции или связывания одного из них, в частности кислорода. Исходя из этих термодинамических предпосылок, оксидные соединения алюминия хлорируют обычно в присутствии восстановителей (угля, кокса, оксида углерода, фосгена). Температура начала реакции хлора с оксидом алюминия составляет 1250 °С [39], а в присутствии угля 700 °С [40]. Утверждается [41], что- добавление восстановителя не вызывает снижения температуры начала хлорирования, а лишь увеличивается скорость и полнота реакции. Первая стадия процесса — вытеснение кислорода из оксида хлором, вторая — связывание кислорода восстановителем, что смещает равновесие реакции в сторону образования хлорида. Взаимодействие АЬОз с хлором, в частности влияние динамических и химических параметров на процесс хлорирования, результаты кинетических исследований системы А гОз—С—СЬ и др. рассмотрены в работах [42, 43]. [c.152]

Утверждение в химии атомно-молекулярного учения, а в физике — кинетической теории газов сыграло решающую роль в развитии учепия о химическом превращении как процессе взаимодействия атомов и молекул, находят,ихся в движении. В 1850—1852 гг. А. Вильямсон впервые использовал положения молекулярно-кинетической теории для объяснения динамического состояния химического равновесия. На примере изучения реакции атерификации спирта серной кислотой он показал, что сначала образуется этил-серная кислота, которая затем отдает свою этильную группу другой молекуле спирта [c.338]

Подобное исследование связано с изучением химического равновесия и кинетики, динамических и статических характеристик процесса, системы регулирования и экономики процесса. При этом в схемах регулирования применяются специальные средства автоматизации — анализаторы, чувствительные к мгновенным изменениям состава и фигико-химических свойств продуктов в потоке, а также регуляторы температуры, давления, расхода и уровня с ускоренной записью, обеспечивающие контроль изменений параметров с высокой точностью. Исследования процессов с помощью информационно-вычислительных машин весьма эффективны. При этом продолжительность исследований сокращается. [c.365]

Многие химические реакции не протекают до конца, другими словами, смесь реагентов не полностью превращае-гся в продукты. По прошествии некоторого времени изменение концентраций реагентов прекрашается. Реакционная система в таком состоянии представляет собой смесь реагентов и продуктов реакции. Химическая система в таких условиях находится в состоянии так называемого химического равновесия. Мы уже встречались с примерами простейших равновесий. Так, в замкнутом сосуде устанавливается равновесие между парами вещества над поверхностью его жидкой фазы и самой жидкостью. Скорость перехода молекул жидкости в газовую ф 1зу становится равной скорости перехода в жидкую фазу газовых молекул, ударяющихся о поверхность жидкости. Другим примером является равновесие между твердым хлоридом натрия и его ионами, растворенными в воде (разд. 12.2, ч. 1). В этом примере скорость, с которой ионы кристалла покидают его поверхность, переходя в раствор, равна скорости перехода ионов из раствора в кристаллическое вещество. Приведенные примеры показывают, что равновесие не является статическим состоянием, которое характеризуется отсутствием всяческих изменений. Наоборот, оно имеет динамический характер, т.е. представляет собой совокупность противоположно направленшэгх процессов, протекающих с одинаковой скоростью. Данная глава посвящена рассмотрению химического равновесия и изучению законов, на которых основано его описание. Чтобы продемонстрировать, какую роль играют в химии представления о равновесии, и сделать их более понятными, мы начнем с обсуждения одной из промышленно важных реакций-процесса Габера, применяемого для синтеза аммиака. [c.40]

Основопологающим в химической кинетике является понятие о скорости химических реакций. Скорость химической 15сакции зависит от многих факторов, но важнейшими являются природа реагируюгцих веществ, концентрация, температура, давление и действие катализаторов. При постоянной температуре скорость реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ. Данное количественное соотношение известно как закон действующих масс. Зависимость скорости реакции от температуры выражается правилом Вант-Гоффа. Если процесс протекает только в одном направлении, то его называют необратимым. Процессы, протекающие в двух противоположных направлениях, называют обратимыми. Когда в обратимом процессе скорости прямой и обратной реакций становятся равными, то в системе устанавливается динамическое равновесие. Смещение химического равновесия осуществляется в соответствии с принципом Ле Шателье. [c.102]

По мере увеличения концентрации Н1 (за счет прямой реакции) скорость его диссоциации возрастает. Неминуемо наступит такой момент, когда скорости прямой и обратной реакций станут равными 1 = и. Такое состояние системы, когда в ней протекают два противоположно направленных химических процесса с одинаковой скоростью, называется состоянием химического равновесия. Химическое равновесие является частным случаем динамического, которое характерно для многих физико-химических процессов, таких, как плавление — кристаллизация, испарение — конденсация, обратимые химические реакции и т. д. Условие равенства скоростей прямого и обратного процессов для реакции Н2 + 12< 2Н1 можно за-лисать в виде [c.225]

Необходимо четко установить, что при равновесии в каждый момент времени количество молекул, образовавшихся в результате взаимодействия исходных веществ, равно количеству молекул, распавшихся в результате обратной реакции. С наступлением равновесия реакция не прекраи ается между двумя взаимно противоположными процессами устанавливается динамическое, т. е. подвижное химическое равновесие, вследствие чего концентрации как исходных, так и образующихся веществ остаются постоянными. [c.63]

Следует отметить, что рассмотренная модель описывает не только процесс ректификации, но и абсорбцию, а также совмещенные процессы (например, абсорбционио - отпарные колонны). Особенности того или иного процесса будут проявляться только в процедуре расчета фазового равновесия -уравнение (1.7). Метод широко использовался при моделировании самых разнообразных процессов химической технологии при моделировании работы сложных колонн [14], нефтестабилизационных колонн [20], абсорбционно -отпарных колонн [17]. Более того метод легко модифицируется для расчета разделения неидеальных систем [21], для расчета разделения систем с двумя расслаивающимися жидкими фазами [22] и даже для моделирования динамических (нестационарных) режимов работы колонного оборудования [23]. [c.9]

Системы с обменом, находящиеся в динамическом равновесии, исследовались с давних пор, начало чему было положено знаменитой работой Гутовского, Мак-Колла и Сликтера [2.35]. Одним из достоинств ЯМР является возможность получения информации о кинетике процесса из изучения систем, находящихся в химическом равновесии. Действительно, большая часть современных знаний о химическом обмене была получена с помощью магнитного резонанса. Обширная литература по этому предмету собрана в многочисленных обзорных статьях и специальных главах солидных трактатов по ЯМР [2.26, 2.36—2.44]. Хорошо известно влияние реакций обменного типа на спектры ЯМР слияние линий, обменное суже- ие, когда спектры характеризуются усредненными спектральными Параметрами. [c.83]

Фурье-спектроскопия является универсальным методом, который может быть использован для исследования произвольных неравновесных состояний (т(О-), в то время как методы медленного прохождения применимы только тогда, когда система не изменяется со временем. Поэтому методы медленного прохождения и фурье-спектроскопии можно сравнивать лищь для систем, находящихся в стационарном состоянии [4.131]. Мы должны исключить случай когерентных неравновесных состояний, когда в матрице <т(0 ) в собственном представлении Ж содержатся недиагональные элементы, которые изменяются под действием гамильтониана. Однако можно рассмотреть случай, когда <т(0-) описывает произвольные населенности, которые могут отличаться от распределения Больцмана (так называемые неравновесные состояния первого рода [4.131] или некогерентная неравновесность ). Такие состояния могут создаваться, например, химически индуцированной динамической поляризацией и за счет ядерного или электронного эффектов Оверхаузера. Система может быть также подвержена процессам химического обмена в динамическом равновесии. [c.203]

Нередко в системе устанавливается равновесное состояние в результате того, что скорости двух идущих в ней противоположных процессов становятся равными друг другу. Или в общей форме характер одновременно протекающих процессов таков, что в конечном результате они компенсируют друг друга и скорость суммарного процесса оказывается равной нулю. Такое равновесие носит название динамического, или подвижного. Примером может служить химическое равновесие, устанавливающееся в тех случаях, когда имеют дело с обратимой реакцией. В этом случае равновесное состояние является следствием того, что прямая и обратная реакции идут с одинаковой скоростью. Жидкость также находится в динамическом равновесии со своим иасыщенным паром, так как в этом случае процессы испарения и конденсации не прекращаются, но идут с одинаковой скоростью. Совершенно аналогично этому динамическое равновесие имеет место между веществом в твердом и жидком (расплавленном) состоянии при его температуре плавления. [c.11]

При исследовании кинетики химических реакций обычно постулируется сохранение энергетического максвелл-больцмановского распределения в течение всего процесса. Очевидно, что такой подход, является приближенным, поскольку любой процесс с ненулевой скоростью нарупхает равновесное распределение. Поэтому известны интерес представляет изучение различных динамических моделей химических реакций, так как это позволяет установить степень отклонения процессов от равновесия и найти методы описания реакций, в которых это отклонение существенно. [c.117]

В то же время (а именно в 1850—1851 гг.) А. Вильямсон расширил круг физических представлений, применяемых в химии. В 1850 г. он привлек молекулярно-кинетические представления для объяснения химического равновесия, показав, что в равновесной системе постоянно происходит обмен элементами — реагентами, из которых она состоит, т. е. равновесие, по Вильямсону, процесс динамический, который можно объяснить движением молекул в реакционной смеси. Аналогичные представления были рысказаны в то же время (но в менее отчетливом виде) М. Шеврёлем [341]. В опубликованном в 1851 г. докладе Соображение по динамике химии на примере теории этерификации Вильямсон счел необходимым свести к движению атомов различные явления превращения, которые сейчас приписываются неким потусторонним силам . В статике мы изучаем явления в момент покоя,— писал автор,— в динамике же мы изучаем их изменения, и эта разница ясно формулируется словами, что переход от статической к динамической точке зрения заключается в добавлении к измерениям пространства измерения времени (см. [346, стр. 183]). [c.144]

В любой технологической схеме рециркуляции воды/среды ключевым моментом является установление механизма взаимодействия между различными элементарными операциями, образующими данный цикл. При повторном использовании среды возникают следующие проблемы 1) накопление в среде ингибиторов из За метаболической активности, сопровождающейся образованием побочных продуктов, или за счет лизиса в процессе рециркуляции 2) накопление ингибиторов за счет метаболической активности, лизиса нли разрушения клеток в биореакторе 3) накопление в сырье нежелательных, неиспользуе мых примесей 4) рециркуляция неиспользованных субстратов или питательных веществ, вызывающих нарушение физического и химического равновесия и динамическую неустойчивость в биореакторе. [c.455]

Различают физическую и химическую адсорбцию или хемосорб-цию. При хемосорбции между адсорбатом и частицами адсорбента на поверхности протекает химическая реакция с образованием нового соединения. При физической адсорбции адсорбат стремится, не меняя своей химической природы, самопроизвольно занять всю поверхность адсорбента. Препятствует этому процесс, противоположный адсорбции, — десорбция, вызванная, как ж диффузия, стремлением к равномерному распределению вещества вследствие теплового движения. Поэтому физическая адсорбция является обратимым процессом (см. гл. IV) в том смысле, что она протекает как в прямом, так и в обратном направлении. В результате устанавливается адсорбционное равновесие, при котором число адсорбирующихся и десорбирующихся в единицу времени частиц одинаково. Таким образом, адсорбционное равновесие является динамическим, или подвижным, равновесием. Важнейшей характеристикой адсорбционного равновесия является изотерма адсорбции, которая дает зависимость количества адсорбированного вещества при постоянной телгпературе от равновесного давления или концентрации адсорбата. Количество адсорбированного вещества выражают в граммах на 1 см поверхности или, если площадь поверхности неизвестна, в граммах на 1 г или 1 см адсорбента. Наиболее типичная изотерма адсорбции приведена на рис. 8 (изотерма I). При высоких давлениях (концентрациях) наступает насыщение д лри котором вся поверхность адсорбента занята адсорбируемым веществом. Для описания иа<>-терм Фрейндлихом было предложено эмпирическое уравнение. Для адсорбции газов [c.56]