Модуль 03: «Физхимиялық талдау»

жүктеу/скачать 2,72 Mb.

бет	109/126
Дата	07.01.2022
өлшемі	2,72 Mb.
	#19208

1 ... 105 106 107 108 109 110 111 112 ... 126

Химиялық тепе-теңдік

Реакция теңдеуі мына түрде өрнектелсе:

аА + bB → сС + dD,

мұндағы а, b, с, d – реакция теңдеуіндегі стехиометриялық коэффициенттер.

Мысалы:

3Н₂+N₂ = 2NH₃

Бұл өрнекте 3 моль сутек пен бір моль азоттан 2 моль аммиак алынатындығы көрсетілген.

Массалар әрекеттесу заңы. Химиялық реакция жылдамдығы υ реакция теңдеуінде әртүрлі стехиометриялық коэффициенттеріне тең, әрекеттесуші заттардың дәреже түріндегі концентрациялары өрнектеріне тура пропорционал.

Тура реакция үшін:

υ₁ = κ₁∙C^a_A∙C^b_B; υ₁ = κ₁^'∙C³_H2∙C¹_N2.

Кері реакция үшін:

υ₂ = κ₂∙C^с_С∙C^d_D; υ₂ = κ₂^' ∙C²_NH3.
Тура реакцияның жылдамдығы кері реакцияның жылдамдығына тең болса, химиялық тепе-теңдік күйі орнайды.
Егер υ₁ = υ₂, онда κ₁∙C^a_A∙C^b_B = K₂∙C^с_С∙C^d_D
k₁^'∙C³_H2∙C¹_N2 = K₂^' ∙C²_NH3
мұндағы κ₁, κ₂, κ₁^', κ₂^' – химиялық реакцияның жылдамдық константалары.

Физикалық мағынасы. Жылдамдық константасы әрекеттесуші заттардың бірдей концентрациясындағы химиялық реакция жылдамдығына тең. Анықталуы бойынша концентрацияға тәуелсіз.

k₁/k₂қатынасын тапсақ:

Жылдамдық константасы концентрацияға тәуелсіз болғандықтан, сәйкесінше оларды К_с және К′_с белгілейміз. ′ символы жалпы жағдайларда әртүрлі шамалар екендігін білдіреді. Оларды химиялық тепе-теңдік константалары деп атайды. Төменгі оң жақтағы «С» символы тепе-теңдік константасын өрнектеуде концентрация қолданылатындығын білдіреді.

Тұрақты температурада (Т–const) парциал қысым P концентрацияға С пропорционал, сондықтан тепе-теңдік константасын былайша жазуға болады:

Нақты реакциялар үшін:

;

К_с мен К_рарасындағы байланысты қарастырайық_.

Бір моль газ үшін біріктірілген газ заңдары (Менделеев-Клапейрон теңдеуі):

Зат мөлшері сәйкесінше,

К_С және К_С^'теңдеуге қойсақ:

Δn үшін реакция нәтижесіндегі моль санының өзгерісі:

Сондықтан

Термодинамикалық мәліметтер бойынша тепе-теңдік өрнегі:

Жылусыйымдылық тұрақты қысымда С_р температураға тәуелді емес (Улихтің бірінші жуықтауы):
ΔGτ = ΔH⁰ – TΔS⁰,
мұндағы ΔG – реакция нәтижесіндегі изобаралық потенциал өзгерісі;

ΔS⁰ – реакция нәтижесіндегі энтропияның өзгерісі;

T – температура, К;

ΔH⁰ – реакция нәтижесіндегі энтальпияның өзгерісі.

Тұрақты күйдегі стандартты жағдайдағы жай заттардың энтальпиясы нөлге тең.

Стандартты жағдайдағы энтропияның өзгерісі:

Энтропияның өзгерісін есептеу үшін кестелік мәліметтерді қолданады.

Изобаралық потенциал өзгерісі мен тепе-теңдік константасы арасындағы байланыс келесі теңдеу арқылы өрнектеледі:

lnKp сәйкес есептесек:

жүктеу/скачать 2,72 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 105 106 107 108 109 110 111 112 ... 126