Оқулық "Білім беруді дамытудың федералды институты"

75
3 - ТАРАУ 
ХИМИЯЛЫҚ ТЕПЕ-ТЕҢДІК 
3.1. 
Әрекеттегі массалар заңы 
Химиялық реакциялар бастапқы заттар толықтай ӛнімге айналатындай 
ҥнемі терең ӛтпейді. Мҧның себебі, ӛнімдердің жиналуына байланысты 
реакцияның қарама-қарсы бағытта ӛтуі ҥшін жағдайлар туындауы мҥмкін. 
Реакция тепе-теңдікке дейін ӛтеді, солай бола тҧра, онда ӛнімдер мен 
бастапқы заттар да болады, және олардың концентрациясының ӛзгеру 
тенденциясы байқалмайды.
Мысал ретінде аммиак синтезінің реакциясын алып кӛрейік. Егер 
азотты сутегімен араластырса, белгілі бір сыртқы жағдайдарда процесс 
басталады 
Қосапада аммиактың молекулалары пайда болған кезде кері процесс 
туындайды 
Бҧл жағдайда аммиактың екінші реакция бойынша толық ыдырауы да 
(себебі, реакцияның ӛнімдері ӛзара әрекеттесуге қабілетті), бірінші 
реакция бойынша толық ыдырауы да болмайтыны айқын. 
Бірдей жағдайда қарама-қарсы бағытта ӛтетін химиялық реакцияларды
қайтымды деп атайды. 
Қайтымды реакцияның теңдеуін жазған кезде теңдік орнына екі қарама 
қарсы нҧсқар қояды: 
Сол жақтан оң жаққа қаарй ӛтетін реакцияны тік (k
1
— тік реакцияның 
жылдамдығының константасы), ал оңнан солға қарай - кері (k
2
— кері 
реакцияның жылдамдығының константасы) деп атайды,. 
Қайтымды реакцияларда жылдамдық алдымен максималды мәнде болса, 

76
соңынан бастапты заттардың концентрациясының салдарынан кемиді. 

77
Және, керісінше, кері әсердің жылдамдығы бастапқы сәтте 
минималды және реакция ӛнімдерінің концентрациясының ӛсуіне 
байланысты ҧлғайып отырады. Соңынан тура және кері реакцияның 
жылдамдығы теңесетін сәті келеді. Тура жән кері реакция бірдей жҥретін 
жҥйенің кҥйін химиялық тепе-теңдік деп атайды. Тура және кері 
реакциялардың қатынасы, әрекет ететін массалардың заңына сәйкес, 
әрекеттесетін заттардың концентрациясының қатынасына тәуелді. Бір 
стехиометриялық теңдеумен сипатталатын қайтымды реакция ҥшін(бҧл 
ҥнемі мҥмкін бола бермейді. Бірақ біз дәл осындай жағдайды 
қарастырамыз): 
әрекет ететін массалар заңына сәйкес, w
1 
тура жылдамдық және w
2 
кері 
жылдамдық реакциясының ӛрнегі келесідей: 
Химиялық тепе-теңдікке жеткен кездегі тура және кері реакциялардың 
жылдамдығы
тең, немесе
(3.1) 
мҧндағы K
C
— химиялық тепе-теңдіктің константасы – тура және кері 
реакцияның жылдамдықтарының константасының қатынасы. 
Осылайша, тепе-теңдіктің константасы - бҧл химиялық реакция 
теңдігінде бҧл заттардың стехиометриялық коэффицентіне сәйкес келетін 
деңгейде ӛсірілген реакция ӛнімдерінің тепе-тең концентрациясының 
туындысының 
бастапқы 
заттардың 
тепе-тең 
концентрациясының 
туындысына қатынасы. 
Теңдеу (3.1) — химиялық тепе-теңдік кезіндегі әрекет етуші массалар 
заңының туындыларының бірі. Тепе-теңдік константасы реакцияға 
қатысатын 
барлық 
заттардың 
концентрациясының 
тепе-теңдігін 
байланыстырады. 
Солай бола тҧра, нақтылы жағдайларда тепе-теңдіктің константасының 
осы мәнінде ешқандай заттың концентрациясы барлық басқа заттардың 
концентрациясы ӛзгеріссіз қалатындай ӛзгермейді. 

78
Химиялық тепе-теңдік жағдайы ӛзгермейтін сыртқы орта жағдайында 
теориялық тҧрғыда кез келген уақытта сақтаулы мҥмкін. Жағдайдың 
ӛзгеруі тепе-теңдік кҥйін бҧзады, себебі қарама-қарсы бағытталған 
процестердің жылдамдығы әр тҥрлі деңгейде ӛзгереді. Алайда, біраз 
уақыттан кейін жҥйе қайтадан тепе-теңдік кҥйіне келеді, бірақ ол басқа 
жағдайларға жауап береді. 
Жағдайға байланысты тепе-теңдіктің бҧзылуы жалпы жағдайда Ле 
Шателъе принципімен анықталады (немесе қозғалмалы тепе-теңдік 
принципі) (1884):
Тепе-теңдік кҥйіндегі жҥйеге сыртқы әсер ету жҥйенің сыртқы әсер ету 
эффекті әлсізденетін кҥйге ӛтуіне әкеледі.Жҥйеге сыртқы әсер ету сыртқы 
әсер етуге қарсы әрекет ететініне қолайлы жағдай жасай отырып, тура 
және кері процестертің жылдамдығының қатынасына ӛзгертеді. 
Температура кӛтерілгенде тепе-теңдік эндометриялық реакция жаққа, ал 
ол тӛмендегенде - экзометриялық реакция жаққа жылжиды. Қысымның 
кӛтерілуі тепе-теңдікті кӛлемнің азаюымен қатар жҥретін процестің 
бағытына, ал тӛмендеуі – қарама-қарсы бағытқа жылжытады. Егер реакция 
газ тәрізді заттардың мольдерінің ӛзгерісінсіз жҥрсе, қысым осы жҥйедегі 
тепе-теңдіктің орналасуына әсер етпейді.
реакциясын жҥргізу кезіндегі температураның кӛтерілуі аммиактың сутегі 
мен азотқа ыдырауына ықпалын тигізеді, себебі бҧл процесс 
эндометриялық болып табылады. Қысымның кӛтерілуі тепе-теңдікті 
аммиак тҥзілген жаққа қарай жылжытады, себебі кӛлем (газ тәрізді 
заттардың мольдерінің сандары) азаяды. Әрекеттесуші заттардың біреуінің 
концентрациясы артқанда, тепе-теңдік бҧл заттың шығыны жағына 
жылжиды, ал концентрация кемігенде – сол заттың тҥзілген жағына қарай 
жылжиды. 
Ле Шателье принципін химиялық реакцияларға ғана емес, балқу, 
булану және т.б. физикалық процестерге де қолдануға болады. 
Химиялық тепе-теңдікті зерттеу теориялық зерттеулермен қатар 
практикалық міндеттерді де орындауда маңызды. Температура мен 
қысымның әр тҥрлі мәндері ҥшін тепе-теңдіктің орнын анықтай отырып, 
химиялық процесті жҥргізуге қолайлы жағдай таңдауға болады. Жағдайды 
шешуші таңдау олардың процестің жылдамдығына әсерін есептеуді талап 
етеді. Мысалы, аммиактың синтезі кезінде қысымның ҧлғаюы мен 
температураның тӛмендеуі тепе-теңдіктің аммиак тҥзілетін жаққа 
жылжуына әкеледі. Алайда, тӛмен температурада аммиактың синтезі ӛте 
баяу жҥреді. 
Келесі жағдай компромистік шешім болып табылады: температура ~ 
500 °С, қысым ~ 350 атм. 

жүктеу/скачать 9,08 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: