El estudio de los parámetros del sistema, incluidas las sustancias iniciales y los productos de reacción, permite descubrir qué factores modifican el equilibrio químico y conducen a los cambios deseados. Las tecnologías industriales parten de las conclusiones de Le Chatelier, Brown y otros científicos sobre los métodos de realización de reacciones reversibles, que permiten llevar a cabo procesos que antes parecían imposibles, para obtener beneficios económicos.
Variedad de procesos químicos.
De acuerdo con las características del efecto térmico, muchas reacciones se clasifican en exo o endotérmicas. Los primeros van con la formación de calor, por ejemplo, oxidación de carbono, hidratación de ácido sulfúrico concentrado. El segundo tipo de cambio está asociado con la absorción de energía térmica. Ejemplos de reacciones endotérmicas: descomposición de carbonato cálcico con formación de cal apagada y dióxido de carbono, formación de hidrógeno y carbono durante la descomposición térmica del metano. En las ecuaciones de procesos exotérmicos y endotérmicos, es necesario indicar el efecto térmico. La redistribución de electrones entre los átomos de las sustancias que reaccionan se produce en reacciones redox. Se distinguen cuatro tipos de procesos químicos según las características de los reactivos y productos:
Para caracterizar los procesos, es importante la integridad de la interacción de los compuestos que reaccionan. Este signo subyace a la división de reacciones en reversibles e irreversibles.
Reversibilidad de reacciones
Los procesos reversibles constituyen la mayoría de los fenómenos químicos. La formación de productos finales a partir de reactivos es una reacción directa. En caso contrario, las sustancias iniciales se obtienen a partir de los productos de su descomposición o síntesis. Surge un equilibrio químico en la mezcla de reacción, en el que se obtiene la misma cantidad de compuestos a medida que se descomponen las moléculas iniciales. En procesos reversibles, en lugar del signo "=", se utilizan los símbolos "↔" o "⇌" entre reactivos y productos. Las flechas pueden tener una longitud desigual, lo que se asocia con el predominio de una de las reacciones. En ecuaciones químicas, puede indicar las características agregadas de las sustancias (g - gases, w - líquidos, t - sólido). Los métodos científicamente fundamentados para influir en los procesos reversibles son de gran importancia práctica. Así, la producción de amoniaco se volvió rentable tras la creación de condiciones que desplazan el equilibrio hacia la formación del producto objetivo: 3H 2 (g) + N 2 (g) ⇌ 2NH 3 (g). Los fenómenos irreversibles conducen a la aparición de un compuesto insoluble o poco soluble, la formación de un gas que sale de la esfera de reacción. Estos procesos incluyen el intercambio de iones, la descomposición de sustancias.
Equilibrio químico y condiciones para su desplazamiento.
Varios factores afectan las características de los procesos de avance y retroceso. Uno de ellos es el tiempo. La concentración de la sustancia tomada para la reacción disminuye gradualmente y aumenta el compuesto final. La reacción de avance progresa cada vez más lentamente, el proceso de retroceso está ganando velocidad. En un cierto intervalo, dos procesos opuestos van sincrónicamente. Se produce la interacción entre sustancias, pero las concentraciones no cambian. La razón es el equilibrio químico dinámico establecido en el sistema. Su conservación o modificación depende de:
- condiciones de temperatura;
- concentración de compuestos;
- presión (para gases).
Cambio de equilibrio químico
En 1884, un destacado científico de Francia A.L. Le Chatelier propuso una descripción de las formas de sacar al sistema del estado de equilibrio dinámico. El método se basa en el principio de nivelar la acción de factores externos. Le Chatelier llamó la atención sobre el hecho de que surgen procesos en la mezcla reactiva que compensan la influencia de fuerzas extrañas. El principio formulado por un investigador francés dice que un cambio de condiciones en un estado de equilibrio favorece la ocurrencia de una reacción que debilita una influencia externa. El desplazamiento de equilibrio obedece a esta regla, se observa cuando cambian la composición, las condiciones de temperatura y la presión. Las tecnologías basadas en los descubrimientos de los científicos se utilizan en la industria. Muchos procesos químicos que se consideraban impracticables se llevan a cabo mediante el desplazamiento del equilibrio.
Efecto de la concentración
Se produce un cambio en el equilibrio si ciertos componentes se eliminan de la zona de interacción o si se introducen adicionalmente porciones de la sustancia. La eliminación de productos de la mezcla de reacción generalmente provoca un aumento en la velocidad de su formación; la adición de sustancias, por el contrario, conduce a su descomposición preferencial. En el proceso de esterificación, se utiliza ácido sulfúrico para la deshidratación. Cuando se introduce en la esfera de reacción, el rendimiento de acetato de metilo aumenta: CH 3 COOH + CH 3 OH ↔ CH 3 COOCH 3 + H 2 O.Si se agrega oxígeno que interactúa con el dióxido de azufre, el equilibrio químico se desplaza hacia la reacción directa. de formación de trióxido de azufre. El oxígeno se une a las moléculas de SO 3, su concentración disminuye, lo que es consistente con la regla de Le Chatelier para procesos reversibles.
Cambio de temperatura
Los procesos que implican la absorción o liberación de calor son endotérmicos y exotérmicos. Para cambiar el equilibrio, se utiliza calentamiento o eliminación de calor de la mezcla de reacción. El aumento de temperatura va acompañado de un aumento en la tasa de fenómenos endotérmicos, en los que se absorbe energía adicional. El enfriamiento tiene la ventaja de los procesos exotérmicos que generan calor. Cuando el dióxido de carbono interactúa con el carbón, el calentamiento va acompañado de un aumento en la concentración de monóxido y el enfriamiento conduce a la formación predominante de hollín: CO 2 (g) + C (t) ↔ 2CO (g).
Influencia de la presión
El cambio de presión es un factor importante para hacer reaccionar mezclas que incluyen compuestos gaseosos. También debe prestar atención a la diferencia en los volúmenes del original y las sustancias resultantes. Una disminución de la presión conduce a un curso predominante de fenómenos en los que aumenta el volumen total de todos los componentes. El aumento de presión dirige el proceso hacia una disminución del volumen de todo el sistema. Este patrón se observa en la reacción de formación de amoniaco: 0,5 N 2 (g) + 1,5 H 2 (g) ⇌ NH 3 (g). Un cambio de presión no afectará el equilibrio químico en aquellas reacciones que tienen lugar a volumen constante.
Condiciones óptimas para la implementación del proceso químico
La creación de condiciones para un cambio en el equilibrio determina en gran medida el desarrollo de tecnologías químicas modernas. El uso práctico de la teoría científica contribuye a la obtención de óptimos resultados de producción. El ejemplo más sorprendente es la producción de amoníaco: 0.5N 2 (g) + 1.5H 2 (g) ⇌ NH 3 (g). Un aumento en el contenido de moléculas de N 2 y H 2 en el sistema es favorable para la síntesis de una sustancia compleja a partir de otras simples. La reacción va acompañada de la liberación de calor, por lo tanto, una disminución de la temperatura provocará un aumento en la concentración de NH 3. El volumen de los componentes de partida es mayor que el producto objetivo. El aumento de presión aumentará el rendimiento de NH 3.
En condiciones de producción, se selecciona la relación óptima de todos los parámetros (temperatura, concentración, presión). Además, el área de contacto entre los reactivos es de gran importancia. En sistemas sólidos heterogéneos, un aumento en el área superficial conduce a un aumento en la velocidad de reacción. Los catalizadores aumentan la velocidad de reacción directa e inversa. El uso de sustancias con tales propiedades no conduce a un cambio en el equilibrio químico, pero acelera su aparición.
Articulo principal: Le Chatelier - Principio marrón
La posición del equilibrio químico depende de los siguientes parámetros de reacción: temperatura, presión y concentración. La influencia que estos factores tienen sobre una reacción química obedece a un patrón que fue expresado en términos generales en 1885 por el científico francés Le Chatelier.
Factores que afectan el equilibrio químico:
1) temperatura
Con un aumento de temperatura, el equilibrio químico se desplaza hacia la reacción endotérmica (de absorción) y con una disminución en la dirección de una reacción exotérmica (de liberación).
CaCO 3 = CaO + CO 2 -Q t →, t ↓ ←
norte 2 + 3H 2 ↔2NH 3 + Q t ←, t ↓ →
2) presión
Con un aumento de la presión, el equilibrio químico se desplaza hacia un volumen menor de sustancias y con una disminución en la dirección de un volumen mayor. Este principio solo se aplica a los gases, es decir si hay sólidos involucrados en la reacción, no se tienen en cuenta.
CaCO 3 = CaO + CO 2 P ←, P ↓ →
1 mol = 1 mol + 1 mol
3) concentración de sustancias de partida y productos de reacción
Con un aumento en la concentración de una de las sustancias iniciales, el equilibrio químico se desplaza hacia los productos de reacción, y con un aumento en la concentración de los productos de reacción, hacia las sustancias iniciales.
S 2 + 2O 2 = 2SO 2 [S], [O] →, ←
¡Los catalizadores no afectan el cambio en el equilibrio químico!
Características cuantitativas básicas del equilibrio químico: constante de equilibrio químico, grado de conversión, grado de disociación, rendimiento de equilibrio. Explique el significado de estos valores usando el ejemplo de reacciones químicas específicas.
En termodinámica química, la ley de las masas actuantes conecta las actividades de equilibrio de las sustancias iniciales y los productos de reacción, según la relación:
Actividad de sustancias. En lugar de actividad, se pueden utilizar concentración (para una reacción en una solución ideal), presiones parciales (una reacción en una mezcla de gases ideales), fugacidad (una reacción en una mezcla de gases reales);
Coeficiente estequiométrico (para sustancias iniciales se toma negativo, para productos - positivo);
Constante de equilibrio químico. El subíndice "a" aquí significa el uso del valor de actividad en la fórmula.
La eficacia de la reacción llevada a cabo se evalúa habitualmente calculando el rendimiento del producto de reacción (apartado 5.11). Al mismo tiempo, la eficiencia de la reacción también se puede evaluar determinando qué cantidad de la sustancia más importante (generalmente la más cara) se ha convertido en el producto de reacción objetivo, por ejemplo, qué cantidad de SO 2 se ha convertido en SO 3 durante la producción de ácido sulfúrico, es decir, para encontrar tasa de conversión material de partida.
Dejemos que un breve diagrama de la reacción en curso
Luego, el grado de conversión de la sustancia A en la sustancia B (A) se determina mediante la siguiente ecuación
dónde norte proreag (A) - la cantidad de sustancia reactiva A que reaccionó con la formación del producto B, y norte initial (A) - cantidad inicial de reactivo A. 
Naturalmente, el grado de conversión puede expresarse no solo en términos de la cantidad de una sustancia, sino también en términos de cualquier cantidad proporcional a ella: el número de moléculas (unidades de fórmula), masa, volumen.
Si hay escasez de reactivo A y se puede despreciar la pérdida de producto B, entonces el grado de conversión del reactivo A suele ser igual al rendimiento del producto B
Una excepción son las reacciones en las que la sustancia inicial se consume deliberadamente para la formación de varios productos. Entonces, por ejemplo, en la reacción
Cl 2 + 2KOH = KCl + KClO + H 2 O
el cloro (reactivo) se convierte igualmente en cloruro de potasio e hipoclorito de potasio. En esta reacción, incluso con un rendimiento del 100% de KClO, el grado de conversión del cloro en él es del 50%.
La cantidad que conoce, el grado de protólisis (párrafo 12.4), es un caso especial del grado de conversión:
En el marco del TED, cantidades similares se denominan grado de disociaciónácidos o bases (también designado como el grado de protólisis). El grado de disociación está relacionado con la constante de disociación de acuerdo con la ley de dilución de Ostwald.
En el marco de la misma teoría, el equilibrio de hidrólisis se caracteriza por grado de hidrólisis (h), y las siguientes expresiones se utilizan para conectarlo con la concentración inicial de la sustancia ( con) y constantes de disociación de ácidos débiles (K HA) y bases débiles ( K OFICIAL MÉDICO):
La primera expresión es válida para la hidrólisis de una sal de un ácido débil, la segunda, para una sal de una base débil y la tercera, para una sal de un ácido débil y una base débil. Todas estas expresiones pueden usarse solo para soluciones diluidas con un grado de hidrólisis de no más de 0.05 (5%).
Habitualmente, el rendimiento de equilibrio viene determinado por la constante de equilibrio conocida, con la que se relaciona en cada caso específico mediante una determinada relación.
El rendimiento del producto se puede cambiar cambiando el equilibrio de la reacción en procesos reversibles, por la influencia de factores como temperatura, presión, concentración.
De acuerdo con el principio de Le Chatelier, el grado de conversión de equilibrio aumenta al aumentar la presión en el curso de reacciones simples, mientras que en otros casos el volumen de la mezcla de reacción no cambia y el rendimiento del producto no depende de la presión.
La influencia de la temperatura sobre el rendimiento de equilibrio, así como sobre la constante de equilibrio, está determinada por el signo del efecto de calor de la reacción.
Para una evaluación más completa de los procesos reversibles, se utiliza el llamado rendimiento del teórico (rendimiento del equilibrio), que es igual a la relación entre el producto c realmente obtenido y la cantidad que se habría obtenido en un estado de equilibrio. .
DISOCIACIÓN TÉRMICA química
la reacción de descomposición reversible de una sustancia causada por un aumento de temperatura.
Cuando es así, de una sustancia, varias (2H2H + OCaO + CO) o una más simple
El equilibrio de etc. se establece según la ley de las masas actuantes. Eso
puede caracterizarse por una constante de equilibrio o por el grado de disociación
(la relación entre el número de moléculas desintegradas y el número total de moléculas). V
en la mayoría de los casos, etc., se acompaña de absorción de calor (un incremento
entalpía
DN> 0); por lo tanto, de acuerdo con el principio de Le Chatelier-Brown
el calentamiento lo mejora, el grado de desplazamiento, etc., con la temperatura se determina
el valor absoluto del DN. La presión obstaculiza, etc., cuanto más, más
cambio (aumento) en el número de moles (Di) de sustancias gaseosas
el grado de disociación no depende de la presión. Si los sólidos no son
Forman soluciones sólidas y no están en un estado muy disperso,
entonces la presión, etc. está determinada únicamente por la temperatura. Para implementar T.
e.sustancias sólidas (óxidos, hidratos cristalinos, etc.)
es importante saber
temperatura, a la que la presión de disociación se vuelve igual a la externa (en particular,
presión atmosférica. Dado que el gas evolucionado puede superar
presión ambiente, luego al alcanzar esta temperatura, el proceso de descomposición
se intensifica inmediatamente.
Dependencia del grado de disociación de la temperatura.: el grado de disociación aumenta con el aumento de la temperatura (un aumento de la temperatura conduce a un aumento de la energía cinética de las partículas disueltas, lo que contribuye a la descomposición de las moléculas en iones) 
Conversión de materias primas y rendimiento de producto de equilibrio. Métodos para calcularlos a una temperatura determinada. ¿Qué datos se requieren para esto? Dé un esquema para calcular cualquiera de estas características cuantitativas del equilibrio químico usando un ejemplo arbitrario.
El grado de conversión es la cantidad de reactivo que reacciona con respecto a su cantidad inicial. Para la reacción más simple, donde está la concentración a la entrada del reactor o al comienzo del proceso por lotes, es la concentración a la salida del reactor o el momento actual del proceso por lotes. Para una reacción arbitraria, por ejemplo 
, de acuerdo con la definición, la fórmula de cálculo es la misma :. Si hay varios reactivos en la reacción, entonces se puede considerar el grado de conversión para cada uno de ellos, por ejemplo, para la reacción. 
La dependencia del grado de conversión del tiempo de reacción está determinada por el cambio en la concentración del reactivo en el tiempo. En el momento inicial, cuando nada ha cambiado, el grado de conversión es cero. Luego, a medida que se convierte el reactivo, aumenta la conversión. Para una reacción irreversible, cuando nada impide que el reactivo se consuma por completo, su valor tiende (Fig. 1) a la unidad (100%). 
Fig.1 Cuanto mayor es la tasa de consumo del reactivo, determinada por el valor de la constante de tasa, más rápido crece el grado de conversión, que se muestra en la figura. Si la reacción es reversible, cuando la reacción tiende al equilibrio, el grado de conversión tiende a un valor de equilibrio, cuyo valor depende de la relación de las constantes de velocidad de las reacciones directa e inversa (de la constante de equilibrio) (Fig. .2). 
Fig.2 Rendimiento del producto objetivo El rendimiento del producto es la cantidad de producto objetivo realmente obtenido, referida a la cantidad de este producto, que se habría obtenido si todo el reactivo hubiera pasado a este producto (hasta la cantidad máxima posible del producto resultante). O (a través del reactivo): la cantidad de reactivo realmente transferida al producto objetivo, referida a la cantidad inicial de reactivo. Para la reacción más simple, la salida, y teniendo en cuenta que para esta reacción, 
, es decir. para la reacción más simple, el rendimiento y el grado de conversión son el mismo valor. Si la transformación tiene lugar con un cambio en la cantidad de sustancias, por ejemplo, entonces, de acuerdo con la definición, el coeficiente estequiométrico debe incluirse en la expresión calculada. De acuerdo con la primera definición, la cantidad imaginaria del producto obtenido de la cantidad inicial total del reactivo será dos veces menor para esta reacción que la cantidad inicial del reactivo, es decir y la fórmula de cálculo. De acuerdo con la segunda definición, la cantidad de reactivo realmente transferida al producto objetivo será dos veces mayor que la cantidad de este producto formado, es decir , luego la fórmula de cálculo. Naturalmente, ambas expresiones son iguales. Para una reacción más compleja, las fórmulas de cálculo se escriben exactamente de la misma manera de acuerdo con la definición, pero en este caso el rendimiento ya no es igual al grado de conversión. Por ejemplo, para una reacción, 
... Si hay varios reactivos en la reacción, se puede calcular el rendimiento para cada uno de ellos; si, además, hay varios productos objetivo, entonces se puede considerar el rendimiento para cualquier producto objetivo para cualquier reactivo. Como puede verse en la estructura de la fórmula de cálculo (hay una constante en el denominador), la dependencia del rendimiento del tiempo de reacción está determinada por la dependencia del tiempo de concentración del producto objetivo. Entonces, por ejemplo, para la reacción 
esta dependencia se ve como en la Fig.3. 
Fig. 3
El grado de conversión como característica cuantitativa del equilibrio químico. ¿Cómo afectará un aumento en la presión y la temperatura totales al grado de conversión del reactivo ... en una reacción en fase gaseosa: ( se da la ecuación)? Proporcione la justificación de la respuesta y las expresiones matemáticas correspondientes.
Reversibilidad química. reacciones. Equilibrio químico y condiciones para su desplazamiento, aplicación práctica.
Todas las reacciones químicas se pueden dividir en reversibles e irreversibles.
Las reacciones reversibles son incompletas: en una reacción reversible, ninguno de los reactivos se consume por completo. La reacción reversible puede avanzar tanto en dirección hacia adelante como hacia atrás. Las reacciones químicas reversibles se escriben en forma de una ecuación química con un signo de reversibilidad :.
La reacción que va de izquierda a derecha se llama derecho reacción, y de derecha a izquierda - marcha atrás .
La mayoría de las reacciones químicas son reversibles. Por ejemplo, una reacción reversible es la interacción del hidrógeno con el vapor de yodo:
Inicialmente, cuando se mezclan los materiales de partida, la velocidad de la reacción directa es alta y la velocidad de la reacción inversa es cero. A medida que avanza la reacción, los materiales de partida se consumen y sus concentraciones disminuyen. Como resultado, la velocidad de la reacción directa disminuye. Al mismo tiempo, aparecen productos de reacción y aumenta su concentración. Por lo tanto, comienza a ocurrir una reacción inversa y su velocidad aumenta gradualmente. Cuando las velocidades de las reacciones directa e inversa se vuelven iguales, equilibrio químico.
El estado de equilibrio químico está influenciado por: 1) la concentración de sustancias
2) temperatura
3) presión
Cuando uno de estos parámetros cambia, se viola el equilibrio químico y las concentraciones de todos los reactivos cambiarán hasta que se establezca un nuevo equilibrio. Esta transición del sistema de un estado a otro se llama desplazamiento. La dirección del cambio del equilibrio químico está determinada por el principio
Le Chatelier: " Si se ejerce algún efecto sobre un sistema en equilibrio químico, entonces, como resultado de los procesos que ocurren en él, el equilibrio se desplazará en tal dirección que el efecto ejercido disminuirá ".... Por ejemplo, cuando una de las sustancias que participan en la reacción se introduce en el sistema, el equilibrio se desplaza hacia el consumo de esta sustancia. A medida que aumenta la presión, cambia de modo que la presión en el sistema disminuye. A medida que aumenta la temperatura, el equilibrio se desplaza hacia la reacción endotérmica, la temperatura en el sistema disminuye.
Las reacciones irreversibles son aquellas que se prolongan hasta el final. – hasta que uno de los reactivos se consuma por completo. Condiciones para la irreversibilidad de reacciones químicas:
| | | próxima conferencia ==> | |
| Tipos de enlaces químicos: iónicos, metálicos, covalentes (polares, no polares), hidrógeno. | | |
Equilibrio químico y principios de su desplazamiento (principio de Le Chatelier)
En reacciones reversibles, bajo ciertas condiciones, puede ocurrir un estado de equilibrio químico. Esta es una condición en la que la velocidad de la reacción inversa se vuelve igual a la velocidad de la reacción directa. Pero para cambiar el equilibrio en una dirección u otra, es necesario cambiar las condiciones de la reacción. El principio de desplazamiento del equilibrio es el principio de Le Chatelier.
Puntos clave:
1. La influencia externa sobre el sistema, que se encuentra en un estado de equilibrio, conduce a un desplazamiento de este equilibrio en la dirección en la que se debilita el efecto de la influencia producida.
2. Con un aumento en la concentración de una de las sustancias que reaccionan, el equilibrio se desplaza hacia el consumo de esta sustancia, con una disminución en la concentración, el equilibrio se desplaza hacia la formación de esta sustancia.
3. Con un aumento de presión, el equilibrio se desplaza hacia una disminución de la cantidad de sustancias gaseosas, es decir, hacia una disminución de la presión; con una disminución de la presión, el equilibrio se desplaza hacia un aumento de la cantidad de sustancias gaseosas, es decir, hacia un aumento de la presión. Si la reacción continúa sin cambiar el número de moléculas de sustancias gaseosas, entonces la presión no afecta la posición de equilibrio en este sistema.
4. A medida que aumenta la temperatura, el equilibrio se desplaza hacia la reacción endotérmica, mientras que la temperatura disminuye, hacia la reacción exotérmica.
Por los principios agradecemos el manual "Principios de la química" N.Ye. Kuzmenko, V.V. Eremin, V.A.Popkov.
USE tareas para el equilibrio químico (antes A21)
Tarea número 1.
H2S (g) ↔ H2 (g) + S (g) - Q
1. Presión creciente
2. Aumento de la temperatura
3. Reducir la presión
Explicación: Para empezar, considere la reacción: todas las sustancias son gases y en el lado derecho hay dos moléculas de producto, y en el lado izquierdo solo hay una, la reacción también es endotérmica (-Q). Por lo tanto, considere el cambio de presión y temperatura. Necesitamos que el equilibrio se mueva hacia los productos de reacción. Si aumentamos la presión, entonces el equilibrio se desplazará hacia una disminución de volumen, es decir, hacia los reactivos, esto no nos conviene. Si aumentamos la temperatura, entonces el equilibrio se desplazará hacia la reacción endotérmica, en nuestro caso hacia los productos, que es lo que se requería. La respuesta correcta es 2.
Tarea número 2.
Equilibrio químico en el sistema
SO3 (g) + NO (g) ↔ SO2 (g) + NO2 (g) - Q
cambiará hacia la formación de reactivos cuando:
1. Un aumento en la concentración de NO
2. Un aumento en la concentración de SO2
3. Aumento de la temperatura
4. Aumento de la presión
Explicación: todas las sustancias son gases, pero los volúmenes en los lados derecho e izquierdo de la ecuación son los mismos, por lo que la presión sobre el equilibrio en el sistema no afectará. Considere un cambio de temperatura: a medida que aumenta la temperatura, el equilibrio se desplaza hacia la reacción endotérmica, solo hacia los reactivos. La respuesta correcta es 3.
Tarea número 3.
En el sistema
2NO2 (g) ↔ N2O4 (g) + Q
un cambio en el equilibrio hacia la izquierda ayudará
1. Aumento de la presión
2. Aumento de la concentración de N2O4
3. Bajar la temperatura
4. Introducción al catalizador
Explicación: llamamos la atención sobre el hecho de que los volúmenes de sustancias gaseosas en los lados derecho e izquierdo de la ecuación no son iguales, por lo tanto, un cambio de presión afectará el equilibrio en este sistema. Es decir, al aumentar la presión, el equilibrio se desplaza hacia una disminución en la cantidad de sustancias gaseosas, es decir, hacia la derecha. No nos conviene. La reacción es exotérmica, por lo tanto, un cambio de temperatura afectará el equilibrio del sistema. Con una disminución de la temperatura, el equilibrio se desplazará hacia la reacción exotérmica, es decir, también hacia la derecha. Con un aumento en la concentración de N2O4, el equilibrio se desplaza hacia el consumo de esta sustancia, es decir, hacia la izquierda. La respuesta correcta es 2.
Tarea número 4.
En reacción
2Fe (s) + 3H2O (g) ↔ 2Fe2O3 (s) + 3H2 (g) - Q
el equilibrio se desplazará hacia los productos de reacción en
1. Presión creciente
2. Agregar un catalizador
3. Hierro añadido
4. Agregar agua
Explicación: el número de moléculas en las partes derecha e izquierda es el mismo, por lo que un cambio en la presión no afectará el equilibrio en este sistema. Considere un aumento en la concentración de hierro: el equilibrio debería desplazarse hacia el consumo de esta sustancia, es decir, hacia la derecha (hacia los productos de reacción). La respuesta correcta es 3.
Tarea número 5.
Equilibrio químico
H2O (l) + C (s) ↔ H2 (g) + CO (g) - Q
se desplazará hacia la formación de productos en el caso
1. Aumento de presión
2. Aumento de temperatura
3. Aumentando el tiempo del proceso
4. Aplicaciones del catalizador
Explicación: un cambio de presión no afectará el equilibrio en este sistema, ya que no todas las sustancias son gaseosas. A medida que aumenta la temperatura, el equilibrio se desplaza hacia la reacción endotérmica, es decir, hacia la derecha (hacia la formación de productos). La respuesta correcta es 2.
Tarea número 6.
Al aumentar la presión, el equilibrio químico se desplazará hacia los productos del sistema:
1.CH4 (g) + 3S (s) ↔ CS2 (g) + 2H2S (g) - Q
2.C (t) + CO2 (g) ↔ 2CO (g) - Q
3.N2 (g) + 3H2 (g) ↔ 2NH3 (g) + Q
4.Ca (HCO3) 2 (t) ↔ CaCO3 (t) + CO2 (g) + H2O (g) - Q
Explicación: el cambio de presión no afecta las reacciones 1 y 4, por lo tanto, no todas las sustancias participantes son gaseosas, en la ecuación 2 en las partes derecha e izquierda de la cantidad de moléculas son iguales, por lo que la presión no afectará. Queda la ecuación 3. Comprobemos: al aumentar la presión, el equilibrio debe desplazarse hacia una disminución en la cantidad de sustancias gaseosas (4 moléculas a la derecha, 2 moléculas a la izquierda), es decir, hacia los productos de reacción. La respuesta correcta es 3.
Tarea número 7.
No afecta el cambio de equilibrio
H2 (g) + I2 (g) ↔ 2HI (g) - Q
1. Aumento de la presión y adición de catalizador
2. Elevar la temperatura y agregar hidrógeno
3. Bajar la temperatura y agregar yoduro de hidrógeno
4. Agregar yodo y agregar hidrógeno
Explicación: en las partes derecha e izquierda de la cantidad de sustancias gaseosas son las mismas, por lo tanto, un cambio de presión no afectará el equilibrio en el sistema, ni la adición de un catalizador, porque tan pronto como agreguemos un catalizador, el directo la reacción se acelerará, y luego inmediatamente se revertirá y se restablecerá el equilibrio en el sistema ... La respuesta correcta es 1.
Tarea número 8.
Para desplazar el equilibrio hacia la derecha en la reacción
2NO (g) + O2 (g) ↔ 2NO2 (g); ΔH °<0
requerido
1. Introducción del catalizador
2. Bajar la temperatura
3. Disminución de la presión
4. Disminución de la concentración de oxígeno
Explicación: una disminución en la concentración de oxígeno conducirá a un cambio en el equilibrio hacia los reactivos (a la izquierda). Una disminución de la presión desplazará el equilibrio hacia una disminución de la cantidad de sustancias gaseosas, es decir, hacia la derecha. La respuesta correcta es 3.
Tarea número 9.
Rendimiento del producto en reacción exotérmica
2NO (g) + O2 (g) ↔ 2NO2 (g)
con un aumento simultáneo de temperatura y disminución de presión
1. Incrementar
2. Disminuirá
3. No cambiará
4. Primero aumentará, luego disminuirá
Explicación: con un aumento de temperatura, el equilibrio se desplaza hacia la reacción endotérmica, es decir, hacia los productos, y con una disminución de la presión, el equilibrio se desplaza hacia un aumento en la cantidad de sustancias gaseosas, es decir, también hacia la izquierda. Por lo tanto, el rendimiento del producto disminuirá. La respuesta correcta es 2.
Tarea número 10.
Incrementar el rendimiento de metanol en la reacción.
CO + 2H2 ↔ CH3OH + Q
promueve
1. Aumento de temperatura
2. Introducción del catalizador
3. Administración del inhibidor
4. Aumento de la presión
Explicación: al aumentar la presión, el equilibrio se desplaza hacia la reacción endotérmica, es decir, hacia los reactivos. Un aumento de presión desplaza el equilibrio hacia una disminución de la cantidad de sustancias gaseosas, es decir, hacia la formación de metanol. La respuesta correcta es 4.
Tareas de autoayuda (respuestas a continuación)
1. En el sistema
CO (g) + H2O (g) ↔ CO2 (g) + H2 (g) + Q
un cambio en el equilibrio químico hacia los productos de reacción contribuirá a
1. Disminución de la presión
2. Aumento de temperatura
3. Aumento de la concentración de monóxido de carbono
4. Aumento de la concentración de hidrógeno
2. ¿En qué sistema, al aumentar la presión, el equilibrio se desplaza hacia los productos de reacción?
1.2CO2 (g) ↔ 2CO (g) + O2 (g)
2.C2H4 (g) ↔ C2H2 (g) + H2 (g)
3.PCl3 (g) + Cl2 (g) ↔ PCl5 (g)
4.H2 (g) + Cl2 (g) ↔ 2HCl (g)
3. Equilibrio químico en el sistema
2HBr (g) ↔ H2 (g) + Br2 (g) - Q
se desplazará hacia los productos de reacción en
1. Presión creciente
2. Aumento de la temperatura
3. Reducir la presión
4. Usando el catalizador
4. Equilibrio químico en el sistema
С2Н5ОН + СН3СООН ↔ СН3СООС2Н5 + Н2О + Q
se desplaza hacia los productos de reacción en
1. Agregar agua
2. Reducir la concentración de ácido acético
3. Aumento de la concentración de éter
4. Al eliminar el éster
5. Equilibrio químico en el sistema
2NO (g) + O2 (g) ↔ 2NO2 (g) + Q
se desplaza hacia la formación del producto de reacción en
1. Presión creciente
2. Aumento de la temperatura
3. Reducir la presión
4. Aplicación del catalizador
6. Equilibrio químico en el sistema
CO2 (g) + C (s) ↔ 2CO (g) - Q
se desplazará hacia los productos de reacción en
1. Presión creciente
2. Bajar la temperatura
3. Aumento de la concentración de CO
4. Aumento de la temperatura
7. Los cambios de presión no afectarán el estado de equilibrio químico del sistema.
1.2NO (g) + O2 (g) ↔ 2NO2 (g)
2.N2 (g) + 3H2 (g) ↔ 2NH3 (g)
3.2CO (g) + O2 (g) ↔ 2CO2 (g)
4.N2 (g) + O2 (g) ↔ 2NO (g)
8. ¿En qué sistema, al aumentar la presión, el equilibrio químico se desplazará hacia las sustancias de partida?
1.N2 (g) + 3H2 (g) ↔ 2NH3 (g) + Q
2.N2O4 (g) ↔ 2NO2 (g) - Q
3.CO2 (g) + H2 (g) ↔ CO (g) + H2O (g) - Q
4.4 HCl (g) + O2 (g) ↔ 2H2O (g) + 2Cl2 (g) + Q
9. Equilibrio químico en el sistema
C4H10 (g) ↔ C4H6 (g) + 2H2 (g) - Q
se desplazará hacia los productos de reacción en
1. Aumento de temperatura
2. Bajar la temperatura
3. Usando un catalizador
4. Reducir la concentración de butano
10. Sobre el estado de equilibrio químico en el sistema.
H2 (g) + I2 (g) ↔ 2HI (g) -Q
no afecta
1. Aumento de la presión
2. Aumento de la concentración de yodo
3. Aumento de temperatura
4. Disminución de la temperatura
Asignaciones de 2016
1. Establezca una correspondencia entre la ecuación de la reacción química y el cambio en el equilibrio químico al aumentar la presión en el sistema.
Ecuación de reacción Desplazamiento del equilibrio químico
A) N2 (g) + O2 (g) ↔ 2NO (g) - Q 1. Se desplaza hacia la reacción directa
B) N2O4 (d) ↔ 2NO2 (d) - Q 2. Cambios hacia la reacción inversa
C) CaCO3 (tv) ↔ CaO (tv) + CO2 (g) - Q 3. No hay cambio en el equilibrio
D) Fe3O4 (s) + 4CO (g) ↔ 3Fe (s) + 4CO2 (g) + Q
2. Establecer una correspondencia entre la influencia externa en el sistema:
CO2 (g) + C (s) ↔ 2CO (g) - Q
y un cambio en el equilibrio químico.
A. Aumento de la concentración de CO 1. Cambios hacia una reacción directa
B. Disminución de la presión 3. No hay cambio en el equilibrio
3. Establecer una correspondencia entre la influencia externa en el sistema.
НСООН (l) + С5Н5ОН (l) ↔ НСООС2Н5 (l) + Н2О (l) + Q
Influencia externa Desplazamiento del equilibrio químico
A. Adición de UNCON 1. Cambios hacia una reacción directa
B. Dilución con agua 3. Sin desplazamiento del equilibrio
D. Aumento de temperatura
4. Establecer una correspondencia entre la influencia externa en el sistema.
2NO (g) + O2 (g) ↔ 2NO2 (g) + Q
y un cambio en el equilibrio químico.
Influencia externa Desplazamiento del equilibrio químico
A. Disminución de la presión 1. Cambios hacia la reacción directa
B. Aumento de la temperatura 2. Cambios hacia la reacción inversa
B. Aumento de temperatura del NO2 3. Sin desplazamiento del equilibrio
D. Adición de O2
5. Establecer una correspondencia entre la influencia externa en el sistema
4NH3 (g) + 3O2 (g) ↔ 2N2 (g) + 6H2O (g) + Q
y un cambio en el equilibrio químico.
Influencia externa Desplazamiento del equilibrio químico
A. Disminución de la temperatura 1. Desplazamiento hacia la reacción directa
B. Aumento de la presión 2. Cambios hacia la reacción inversa
B. Aumento de la concentración de amoníaco 3. No se produce ningún desplazamiento del equilibrio
D. Eliminación de vapor de agua
6. Establecer una correspondencia entre la influencia externa en el sistema.
WO3 (tv) + 3H2 (g) ↔ W (tv) + 3H2O (g) + Q
y un cambio en el equilibrio químico.
Influencia externa Desplazamiento del equilibrio químico
A. Aumento de temperatura 1. Cambios hacia una reacción directa
B. Aumento de la presión 2. Cambios hacia la reacción inversa
B. Uso de catalizador 3. Sin desplazamiento del equilibrio
D. Eliminación de vapor de agua
7. Establecer una correspondencia entre la influencia externa en el sistema.
C4H8 (g) + H2 (g) ↔ C4H10 (g) + Q
y un cambio en el equilibrio químico.
Influencia externa Desplazamiento del equilibrio químico
A. Aumento de la concentración de hidrógeno 1. Cambios hacia una reacción directa
B. Aumento de temperatura 2. Cambios hacia la reacción inversa
B. Aumento de la presión 3. No hay cambio en el equilibrio
D. Uso de catalizador
8. Establecer una correspondencia entre la ecuación de una reacción química y un cambio simultáneo en los parámetros del sistema, lo que lleva a un cambio en el equilibrio químico hacia la reacción directa.
Ecuación de reacción Cambio de parámetros del sistema
A. H2 (g) + F2 (g) ↔ 2HF (g) + Q 1. Aumento de la temperatura y la concentración de hidrógeno
B. H2 (g) + I2 (tv) ↔ 2HI (g) -Q 2. Disminución de la temperatura y la concentración de hidrógeno
B. CO (g) + H2O (g) ↔ CO2 (g) + H2 (g) + Q 3. Aumento de la temperatura y disminución de la concentración de hidrógeno
G. C4H10 (g) ↔ C4H6 (g) + 2H2 (g) -Q 4. Disminución de la temperatura y aumento de la concentración de hidrógeno
9. Establezca una correspondencia entre la ecuación de la reacción química y el cambio en el equilibrio químico al aumentar la presión en el sistema.
Ecuación de reacción Dirección de desplazamiento del equilibrio químico
A. 2HI (g) ↔ H2 (g) + I2 (s) 1. Cambios hacia la reacción directa
B. C (g) + 2S (g) ↔ CS2 (g) 2. Cambios hacia la reacción inversa
B. C3H6 (g) + H2 (g) ↔ C3H8 (g) 3. No se produce ningún cambio en el equilibrio
G. H2 (g) + F2 (g) ↔ 2HF (g)
10. Establecer una correspondencia entre la ecuación de una reacción química y un cambio simultáneo en las condiciones de su implementación, lo que lleva a un cambio en el equilibrio químico hacia la reacción directa.
Ecuación de reacción Condiciones cambiantes
A. N2 (g) + H2 (g) ↔ 2NH3 (g) + Q 1. Aumento de temperatura y presión
B. N2O4 (l) ↔ 2NO2 (g) -Q 2. Disminución de la temperatura y la presión
B. CO2 (g) + C (s) ↔ 2CO (g) + Q 3. Aumento de temperatura y disminución de presión
D. 4HCl (g) + O2 (g) ↔ 2H2O (g) + 2Cl2 (g) + Q 4. Disminución de la temperatura y aumento de la presión
Respuestas: 1-3, 2-3, 3-2, 4-4, 5-1, 6-4, 7-4, 8-2, 9-1, 10-1
1. 3223
2. 2111
3. 1322
4. 2221
5. 1211
6. 2312
7. 1211
8. 4133
9. 1113
10. 4322
Por las asignaciones agradecemos las colecciones de ejercicios de los autores de 2016, 2015, 2014, 2013:
Kavernin A.A., Dobrotina D.Yu., Snastinu M.G., Savinkina E.V., Zhveinova O.G.
Todas las reacciones químicas son, en principio, reversibles.
Esto significa que tanto la interacción de los reactivos como la interacción de los productos ocurren en la mezcla de reacción. En este sentido, la distinción entre reactivos y productos es condicional. La dirección de una reacción química está determinada por las condiciones de su conducta (temperatura, presión, concentración de sustancias).
Muchas reacciones tienen una dirección preferencial y se requieren condiciones extremas para llevar a cabo tales reacciones en la dirección opuesta. En tales reacciones, se produce una conversión casi completa de los reactivos en productos.Ejemplo. El hierro y el azufre bajo calentamiento moderado reaccionan entre sí para formar sulfuro de hierro (II), el FeS es estable en tales condiciones y prácticamente no se descompone en hierro y azufre:
A 200 atm y 400 ° C, se alcanza el contenido máximo de NH3 igual al 36% (en volumen) en la mezcla de reacción. Con un aumento adicional de temperatura, debido al curso intensificado de la reacción inversa, la fracción de volumen de amoníaco en la mezcla disminuye.
Las reacciones directas e inversas proceden simultáneamente en direcciones opuestas.
En todas las reacciones reversibles, la velocidad de la reacción directa disminuye, la velocidad de la reacción inversa aumenta hasta que ambas velocidades se igualan y se establece un estado de equilibrio.
En un estado de equilibrio, las velocidades de las reacciones directa e inversa se igualan.
EL PRINCIPIO DE LE CHATELIER: DESPLAZAMIENTO DEL EQUILIBRIO QUÍMICO.
La posición del equilibrio químico depende de los siguientes parámetros de reacción: temperatura, presión y concentración. La influencia que estos factores tienen sobre una reacción química obedece a un patrón que fue expresado en términos generales en 1884 por el científico francés Le Chatelier. La formulación moderna del principio de Le Chatelier es la siguiente:
1. Influencia de la temperatura. En cada reacción reversible, una de las direcciones corresponde a un proceso exotérmico y la otra a uno endotérmico.
2. Influencia de la presión. En todas las reacciones con participación de sustancias gaseosas, acompañadas de un cambio de volumen debido a un cambio en la cantidad de una sustancia durante la transición de sustancias iniciales a productos, la posición de equilibrio se ve afectada por la presión en el sistema.
El efecto de la presión sobre la posición de equilibrio se rige por las siguientes reglas:Por lo tanto, durante la transición de sustancias de partida a productos, el volumen de gases disminuyó a la mitad. Esto significa que al aumentar la presión, el equilibrio se desplaza hacia la formación de NH3, como lo demuestran los siguientes datos para la reacción de síntesis de amoníaco a 400 ° C:
3. Influencia de la concentración. La influencia de la concentración en el estado de equilibrio obedece a las siguientes reglas:
