Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

19.6: Вплив концентрації

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19730

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Фенолфталеїн - це хімічна речовина, яка має одну структуру в висококислотному середовищі, а іншу структуру в низькокислотному середовищі. Якщо концентрація іонів водню висока, з'єднання безбарвне, але стає червоним, якщо концентрація іонів водню низька. Додаючи в розчин іони водню, або видаляючи їх за допомогою хімічної реакції, ми можемо варіювати колір барвника.

    Вплив концентрації

    Зміна концентрації однієї з речовин в системі рівноваги зазвичай передбачає або додавання, або видалення одного з реагентів або продуктів. Розглянемо процес Haber-Bosch для промислового виробництва аміаку з азоту і водневих газів:

    \[\ce{N_2} \left( g \right) + 3 \ce{H_2} \left( g \right) \rightleftharpoons 2 \ce{NH_3} \left( g \right)\nonumber \]

    Якщо концентрація однієї речовини в системі збільшується, система реагуватиме, сприяючи реакції, яка видаляє цю речовину. Коли\(\ce{N_2}\) додається більше, реакція вперед буде сприяти тому, що пряма реакція використовує\(\ce{N_2}\) і перетворює її в\(\ce{NH_3}\). Пряма реакція тимчасово прискорюється в результаті додавання реагенту. Положення рівноваги зміщується в міру того, як\(\ce{NH_3}\) виробляється більше. Концентрація\(\ce{NH_3}\) збільшується, при цьому концентрації\(\ce{N_2}\) і\(\ce{H_2}\) зменшуються. Через деякий час відновлюється рівновага з новими концентраціями всіх трьох речовин. Як видно на малюнку нижче, якщо додати більше\(\ce{N_2}\), нова рівновага досягається системою. Нова\(\ce{NH_3}\) концентрація вище через прихильність реакції вперед. Нова концентрація\(\ce{H_2}\) нижча. \(\ce{N_2}\)Концентрація вище, ніж у вихідному рівновазі, але трохи знизилася після додавання того,\(\ce{N_2}\) що порушило початкову рівновагу. Відповідаючи таким чином, значення постійної рівноваги для реакції\(K_\text{eq}\), не змінюється в результаті навантаження на систему.

    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Процес Хабера-Боша - це рівновага між реагентом\(\ce{N_2}\)\(\ce{H_2}\) і продуктом\(\ce{NH_3}\).

    Якби\(\ce{NH_3}\) було додано більше, зворотна реакція була б сприятливою. Це «прихильність» реакції означає тимчасове прискорення реакції в цьому напрямку, поки рівновага не буде відновлена. Нагадаємо, що після відновлення рівноваги швидкості прямої і зворотної реакцій знову рівні. Додавання\(\ce{NH_3}\) призведе до збільшення утворення реагентів,\(\ce{N_2}\) і\(\ce{H_2}\).

    Рівновага також може порушуватися видаленням одного з речовин. Якщо концентрація речовини зменшується, система реагує, сприяючи реакції, яка замінює цю речовину. У промисловому процесі Хабер-Бош\(\ce{NH_3}\) видаляється з системи рівноваги в міру протікання реакції. Як результат, пряма реакція сприяє тому, що\(\ce{NH_3}\) буде вироблено більше. Концентрації\(\ce{N_2}\) і\(\ce{H_2}\) зменшуються. Постійне видалення зрештою змусить реакцію перейти до завершення, поки всі реагенти не\(\ce{NH_3}\) будуть вичерпані. Якби\(\ce{N_2}\) або\(\ce{H_2}\) були видалені з системи рівноваги, зворотна реакція буде сприятливою, а концентрація\(\ce{NH_3}\) зменшиться.

    Вплив змін концентрації на рівноважну систему, згідно з принципом Ле Шательє, узагальнено в таблиці нижче.

    Вплив змін концентрації на рівноважну систему за принципом Ле Шательє
    Таблиця\(\PageIndex{1}\)
    \ (\ pageIndex {1}\)» style="вертикальне вирівнювання: середина; "> Наголос Відповідь
    \ (\ pageIndex {1}\)» style="вертикальне вирівнювання: middle; ">Додавання реагенту Вперед реакція сприяла.
    \ (\ pageIndex {1}\)» style="вертикальне вирівнювання: середина; ">Додавання продукту Зворотна реакція сприятлива.
    \ (\ pageIndex {1}\)» style="вертикальне вирівнювання: middle; ">Видалення реагенту Зворотна реакція сприятлива.
    \ (\ pageIndex {1}\)» style="вертикальне вирівнювання: middle; ">Видалення продукту Вперед реакція сприяла.

    Резюме