Prema jednoj od klasifikacija korištenih za opisivanje kemijskih procesa, postoje dvije vrste suprotnih reakcija - reverzibilna i
nepovratno. Reverzibilna reakcija ne ide do kraja, t.j. niti jedna supstanca koja ulazi u njega nije potpuno potrošena i ne mijenja koncentraciju. Takav proces završava uspostavom ravnoteže ili kemijske ravnoteže, što se označava s ⇌. Ali izravna i obrnuta reakcija traju i traju, bez prestanka, pa se ravnoteža naziva dinamičkom ili mobilnom. Početak kemijske ravnoteže pokazuje da se reakcija naprijed odvija istom brzinom (V1) kao i obrnuta (V2), V1=V2. Ako su tlak i temperatura konstantni, onda ravnoteža u ovom sustavu može trajati beskonačno.
Kvantitativno, kemijska ravnoteža je opisana konstantom ravnoteže, koja je jednaka omjeru konstanti izravne (K1) i obrnute (K2) reakcije. Može se izračunati pomoću formule: K=K1/K2. Pokazatelji konstante ravnoteže ovisit će o sastavu reaktanata itemperatura.
Pomak kemijske ravnoteže događa se prema Le Chatelierovom principu, koji zvuči ovako: "Ako vanjski čimbenici djeluju na sustav koji je u ravnoteži, tada će se ravnoteža poremetiti i pomaknuti u smjeru suprotnom od ova promjena."
Razmotrimo kemijsku ravnotežu i uvjete za njezin pomak na primjeru nastanka molekule amonijaka: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.
S obzirom na jednadžbu ove reakcije, utvrđujemo:
- izravna reakcija je složena reakcija, jer od 2 jednostavne tvari nastaje 1 kompleks (amonijak), a obrnuto - raspadanje;
- izravna reakcija nastavlja se stvaranjem topline, dakle egzotermna je, dakle, obrnuta je endotermna i nastavlja se s apsorpcijom topline.
Sada razmotrite ovu jednadžbu pod uvjetom izmjene određenih parametara:
- Promjena koncentracije. Ako povećamo koncentraciju početnih tvari - dušika i vodika - i smanjimo količinu amonijaka, tada će se ravnoteža pomaknuti udesno i nastati NH3. Ako ga trebate pomaknuti ulijevo, povećajte koncentraciju amonijaka.
-
Povećanje temperature pomaknut će ravnotežu prema reakciji u kojoj se toplina apsorbira, a kada se snizi, ona se oslobađa. Stoga, ako se tijekom sinteze amonijaka temperatura poveća, tada će se ravnoteža pomaknuti prema početnim produktima, t.j. lijevo, a sa smanjenjem temperature - desno, prema produktu reakcije.
-
Ako povećatetlaka, tada će se ravnoteža pomaknuti na stranu gdje je količina plinovitih tvari manja, a sa smanjenjem tlaka - na stranu gdje se količina plinova povećava. U sintezi NH3 iz 4 mola N2 i 3H2 dobije se 2 NH3. Stoga, ako se tlak poveća, tada će se ravnoteža pomaknuti udesno, do stvaranja NH3. Ako se tlak smanji, tada će se ravnoteža pomaknuti prema izvornim proizvodima.
kemijska ravnoteža i uvjeti za njezino pomicanje
Zaključujemo da se kemijska ravnoteža može poremetiti povećanjem ili smanjenjem:
- temperatura;
- pritisak;
- koncentracija tvari.
Kada se u bilo koju reakciju unese katalizator, ravnoteža se ne mijenja, tj. kemijska ravnoteža nije poremećena.
