Cydbwysedd cemegol: cydbwysedd cemegol cyson a ffyrdd o fynegiant

Yn 1885, ffisegydd Ffrangeg a fferyllydd Le Chatelier ei lansio, ac yn 1887 y ffisegydd Almaen Brown cyfiawnhau y gyfraith o gydbwysedd cemegol a chydbwysedd chemegol cyson, ac astudiodd eu dibyniaeth ar ddylanwad gwahanol ffactorau allanol.

Hanfod y cydbwysedd cemegol

Ecwilibriwm - cyflwr dynamig, sy'n golygu bod pethau bob amser yn symud. Cynhyrchion pydru ar y adweithyddion ac adweithyddion yn cael eu cyfuno mewn cynhyrchion. Mae pethau'n symud, ond mae'r crynodiadau yn aros yn ddigyfnewid. Mae'r adwaith yn cael ei gofnodi gyda saeth ddwbl yn lle'r arwydd hafal i ddangos ei fod yn gildroadwy.

patrymau Classic

Hyd yn oed yn y ganrif ddiwethaf, fferyllwyr wedi darganfod cyfreithiau penodol sy'n darparu ar gyfer y posibilrwydd o newid cyfeiriad yr adwaith yn yr un modd. Gwybodaeth am sut mae adweithiau cemegol yn digwydd, yn anhygoel o bwysig ar gyfer ymchwil labordy a chynhyrchu diwydiannol. Ar yr un pryd bwysigrwydd mawr yw'r gallu i reoli'r holl ffenomenau hyn. Mae'n natur ddynol i ymyrryd mewn llawer o brosesau naturiol, yn enwedig mewn perthynas â cildroadwy, ac yna eu defnyddio i eu mantais. O'r wybodaeth yr adweithiau cemegol yn fwy defnyddiol pe meistrolaeth berffaith o'r rheolaethau.

Mae'r gyfraith o weithredu torfol mewn cemeg a ddefnyddir gan gemegwyr i gyfrifo cyflymder y adwaith yn gywir. Mae'n rhoi syniad clir o'r hyn unrhyw broses gemegol , ni fydd yn cael eu dwyn i ben os bydd yn cael ei gynnal yn system gaeedig. Moleciwlau a ffurfiwyd o sylweddau ac yn symud yn gyson ar hap, ac efallai cyn bo hir ddigwydd adwaith cefn lle moleciwlau yn cael eu hadennill gan ddechrau deunydd.

Mewn diwydiant, defnyddir y mwyaf cyffredin system ffynhonnell agored. Llongau, cerbydau, a chynwysyddion eraill, lle yr adweithiau cemegol sy'n cloi. Mae hyn er mwyn sicrhau bod ystod gellir cael gwared prosesau hyn ac mae'r cynnyrch a ddymunir i gael gwared ar y cynhyrchion ddiwerth yr adwaith. Er enghraifft, glo yn cael ei losgi mewn ffwrneisi, odynau sment agored gwneud mewn ffwrnais chwyth-fath agored a weithredir gyda chyflenwad aer cyson, ac amonia yn syntheseiddio â symud parhaus o amonia.

adwaith cemegol cildroadwy ac anghildroadwy,

Fel y mae'r enw'n awgrymu, gallwch roi diffiniadau cyfatebol: adwaith anghildroadwy ystyriwyd ddwyn i ben heb newid ei gyfeiriad ac yn llifo ar hyd llwybr a bennwyd ymlaen llaw heb ystyried gwahaniaethau pwysau a amrywiadau tymheredd. Eu nodwedd arbennig yw'r ffaith y gall rhai cynhyrchion yn gadael cwmpas yr adwaith. Felly, er enghraifft, yn gallu derbyn nwy (CaCO ₃ = CaO + CO _2), gwaddod (Cu (NO _{3) 2} + H ₂ S = cus + 2HNO _3), neu gyfansoddion eraill. Bydd yr adwaith hefyd yn cael eu hystyried yn anwrthdroadwy, os caiff swm mawr o wres yn cael ei ryddhau yn ystod y broses, er enghraifft: 4P + 5O ₂ = 2P ₂ O ₅ + Q.

Mae bron pob un o'r adweithiau sy'n digwydd ym myd natur yn gildroadwy. Waeth beth amodau allanol fel tymheredd a gwasgedd, bron gall yr holl brosesau yn digwydd ar yr un pryd mewn gwahanol gyfeiriadau. Gan fod y gyfraith o weithredu torfol mewn cemeg, faint o wres amsugno yn hafal i'r rhif a ddyrannwyd, sy'n golygu os yw un adwaith yn ecsothermig, yr ail (cefn) Bude endothermig.

cydbwysedd cemegol: cydbwysedd cemegol yn gyson

Ymateb - yn "berf" Cemeg - gweithgareddau sy'n archwilio fferyllfeydd. Mae llawer o adweithiau yn mynd at ei gwblhau, ac yna rhoi'r gorau, sy'n golygu bod yr adweithyddion yn cael eu trosi yn gyfan gwbl i mewn i gynnyrch heb fod yn gallu dychwelyd i'w gyflwr gwreiddiol. Mewn rhai achosion, mae'r adwaith yn wirioneddol anghildroadwy, megis llosgi newidiadau corfforol a chemegol nodweddion y sylwedd. Fodd bynnag, mae llawer o amgylchiadau eraill lle nid yn unig y adlach yn bosibl, ond hefyd i barhaus yn ogystal â chynnyrch yr adwaith cyntaf yn cael eu adweithyddion ar gyfer yr ail.

cyflwr dynamig lle mae crynodiad yr adweithyddion a chynhyrchion aros yn gyson, yn cael ei alw'n cydbwysedd. Mae'n bosibl rhagweld ymddygiad defnyddiau â deddfau penodol sy'n berthnasol yn y sectorau, gan geisio lleihau'r gost o gynhyrchu cemegau penodol. Er mwyn deall y prosesau sy'n cynnal neu fygwth iechyd pobl, hefyd ddefnyddiol yw'r cysyniad o gydbwysedd cemegol. Ecwilibriwm cemegol cyson yn werth y ffactor yr adwaith, sy'n dibynnu ar gryfder ļonig a thymheredd, ac nid yw'n dibynnu ar crynodiadau'r adweithyddion a chynhyrchion mewn hydoddiant.

Cyfrifo y cysonyn ecwilibriwm

Mae'r swm hwn yn ddiddimensiwn, hy peidio â chael nifer penodol o unedau. Er bod y cyfrifiad wedi ei ysgrifennu fel arfer ar gyfer y ddau adweithyddion a dau gynnyrch, mae'n gweithio ar gyfer unrhyw nifer o gyfranogwyr yn yr adwaith. Cyfrifo a dehongli y cysonyn ecwilibriwm yn dibynnu ar p'un a adwaith cemegol yn gysylltiedig â chydbwysedd homogenaidd neu'n heterogenaidd. Mae hyn yn golygu bod yr holl gydrannau yn ymateb fod yn hylif pur neu nwyon. Ar gyfer adweithiau sy'n cyrraedd cydbwysedd heterogenaidd, mae fel arfer yn fwy nag un cyfnod, ac o leiaf dau. Er enghraifft, hylifau a nwyon neu solidau a hylifau.

Mae gwerth y cysonyn ecwilibriwm

Ar gyfer unrhyw dymheredd penodol y cysonyn ecwilibriwm, nad oes ond un gwerth sy'n newid dim ond os yw'r tymheredd y mae'r adwaith yn digwydd yn amrywio yn y ddau gyfeiriad. Mae'n bosibl gwneud rhai rhagfynegiadau ynghylch yr adwaith cemegol, yn seiliedig ar p'un a yw'r cyson ecwilibriwm yn fawr neu'n fach. Os yw gwerth yn fawr iawn, mae'r cydbwysedd yn ffafrio ymateb i'r dde ac yn troi mwy o gynnyrch nag y byddai adweithyddion. Gall yr adwaith yn yr achos hwn gael ei alw yn "llawn" neu "feintiol".

Os yw gwerth y cysonyn ecwilibriwm yn fach, mae'n ymateb ffafriol i'r chwith, lle mae maint y adweithyddion yn fwy na'r cynnyrch ei ffurfio. Os yw gwerth hwn dulliau sero, gellir cymryd yn ganiataol nad yw'r adwaith yn digwydd. Os bydd y gwerthoedd y cysonion ecwilibriwm i'r blaen a cefn adwaith yn cael eu bron yr un fath, swm y adweithyddion a chynhyrchion bydd hefyd yn bron yn union. Mae'r math hwn o adwaith yn cael ei ystyried i fod yn gildroadwy.

Ystyriwch benodol adwaith cildroadwy

Cymerwch ddwy elfen cemegol fel ïodin a hydrogen, sy'n cymysgu pan yn rhoi sylwedd newydd - ïodid hydrogen.

H ₂ + I ₂ = 2HI

Yn ystod cymryd cyflymder v ₁ yr adwaith uniongyrchol, gyda'r v ₂ - cyfradd adwaith cefn, k - cysonyn ecwilibriwm. Gan ddefnyddio'r gyfraith o weithredu torfol, yr ymadrodd canlynol:

v ₁ = k ₁ * c (H ₂₎ * (I _{2) c,}

v ₂ = k ₂ * c ² (HI).

Wrth cymysgu'r ïodin moleciwlaidd (I ₂₎ a hydrogen (H ₂₎ y maent yn rhyngweithio yn dechrau. Ar y cam cyntaf, y crynodiad uchaf o elfennau hyn, ond diwedd yr ymateb mwyaf yw crynodiad y cyfansoddion newydd - hydrogen ïodid (HI). Yn unol â hynny, bydd yna wahanol gyfraddau adwaith. Yn y dechrau, byddant yn cael eu defnyddio i'r eithaf. Yn y pen draw fe ddaw amser pan y gwerthoedd hyn yn gyfartal, ac mae'n gyflwr sy'n cael ei alw'n cydbwysedd cemegol.

Y cysonion ecwilibriwm cemegol mynegiant yn cael eu dynodi yn gyffredinol gyda'r cromfachau: [H _2], [I _2], [HI]. Ers, yna bydd y cyflymder cydbwysedd cyfartal:

k ₁ [H _2] [I _2] = k ₂ [HI] ^2,

felly rydym yn cael hafaliad cysonion ecwilibriwm cemegol:

k ₁ / k = ₂ [HI] ² / [H _2] [I _2] = K.

Mae'r egwyddor o Le Chatelier-Brown

Mae y rheol ganlynol: pe system sy'n mewn cydbwysedd, i greu effaith o ryw (newid amodau cydbwysedd cemegol drwy newid tymheredd neu bwysedd, er enghraifft), bydd y cydbwysedd yn symud i wrthweithio effaith y newidiadau yn rhannol. Yn ogystal â cemeg, yr egwyddor hon hefyd yn berthnasol mewn nifer o wahanol ffurfiau ym meysydd ffarmacoleg ac economeg.

cyson cydbwysedd cemegol a ffyrdd o fynegiant

Efallai y bydd y mynegiant ecwilibriwm yn cael ei fynegi yn nhermau y crynodiad o gynhyrchion a adweithyddion. Dim ond gemegau yn y cyfnodau dyfrllyd a nwyol yn cael eu cynnwys yn y fformiwla o gydbwysedd, gan nad yw'r crynodiad o hylifau a solidau yn cael eu newid. Pa ffactorau sy'n effeithio ar y cydbwysedd cemegol? Os yw'n cynnwys hylif pur neu solet, ystyrir bod ganddo K = 1, ac yn unol â hynny bellach yn cael eu hystyried, ac eithrio o atebion ddwys iawn. Er enghraifft, dŵr pur mae gweithgaredd o 1.

Enghraifft arall yw'r carbon solet, y gellir eu ffurfio gan adwaith dau moleciwlau o garbon monocsid i ffurfio carbon deuocsid a charbon. Ffactorau a allai effeithio ar y cydbwysedd, yn cynnwys ychwanegiad o adweithydd neu gynnyrch (newid crynodiad yn effeithio ar y cydbwysedd). Efallai Ychwanegu adweithydd yn arwain i'r chwith yn hafaliad cemegol cydbwysedd lle mae mwy math o gynnyrch. Gall y cynnyrch yn ogystal arwain at gydbwysedd chwith, wrth i fwy yn dod yn ffurfiau adweithyddion.

Cydbwysedd yn digwydd pan fydd yr adwaith yn cael ei gynnal yn y ddau gyfeiriad, mae ganddo gymhareb cyson o adweithyddion a chynhyrchion. Yn gyffredinol, mae'r cydbwysedd cemegol yn statig, gan fod y gyfran o gynnyrch a adweithyddion yn gyson. Fodd bynnag, mae golwg fanylach yn dangos bod y cydbwysedd mewn gwirionedd yn broses ddeinamig iawn, gan fod yr adwaith yn symud i'r ddau gyfeiriad ar yr un gyfradd.

cydbwysedd deinamig yn enghraifft o swyddogaethau'r cyflwr cyson. Ar gyfer system mewn cyflwr cyson a welwyd ar hyn o bryd, yr ymddygiad yn parhau yn y dyfodol. Felly, unwaith y bydd yr adwaith yn cyrraedd cydbwysedd, y gymhareb o grynodiadau adweithyddion a chynnyrch yn aros yr un fath, er bod yr adwaith elw.

Fel dim ond dweud am y cymhleth?

Cysyniadau megis y cydbwysedd cemegol ac ecwilibriwm cemegol gyson, yn eithaf anodd i'w deall. Cymerwch yr enghraifft o fywyd. Ydych chi erioed wedi mynd yn sownd ar y bont rhwng y ddwy ddinas, ac yn talu sylw at y ffaith bod y symudiad yn y cyfeiriad arall yn llyfn ac yn mesur, tra byddwch yn anobeithiol sownd mewn traffig? Nid yw hyn yn dda.

Beth os bydd y peiriant fesur a'i symud ar yr un cyflymder ar y ddwy ochr? Arhosodd y nifer o geir yn y ddwy ddinas yn barhaol? Pan fydd y cofnod a chyflymder ymadael yn y ddwy ddinas yr un fath, ond mae nifer y ceir ym mhob dinas yn sefydlog dros amser, sy'n golygu bod y broses gyfan yn ecwilibriwm dynamig.