Kimyasal reaksiyonlar geri dönüşümlü veya geri dönüşümsüz olabilir.
Geri dönüşü olmayan reaksiyonlar Bunlar yalnızca bir (doğrudan →) yönde giden reaksiyonlardır:
onlar. A + B = C + D reaksiyonlarından bazıları geri döndürülemezse, bu, C + D = A + B ters reaksiyonunun meydana gelmediği anlamına gelir.
Tersinir reaksiyonlar - bunlar hem ileri hem de geri yönde meydana gelen reaksiyonlardır (⇄):
yani, örneğin, belirli bir A + B = C + D reaksiyonu geri dönüşümlü ise, bu, hem A + B → C + D reaksiyonunun (doğrudan) hem de C + D → A + B (ters) reaksiyonunun aynı anda meydana geldiği anlamına gelir ).
Esasen, çünkü Hem doğrudan hem de ters reaksiyonlar meydana gelir; tersinir reaksiyonlar durumunda, denklemin hem sol tarafındaki maddeler hem de denklemin sağ tarafındaki maddeler reaktifler (başlangıç maddeleri) olarak adlandırılabilir. Aynı şey ürünler için de geçerli.
Herhangi bir tersinir reaksiyon için ileri ve geri reaksiyonların hızlarının eşit olduğu bir durum mümkündür. Bu duruma denir denge durumu.
Dengede hem reaktanların hem de tüm ürünlerin konsantrasyonları sabittir. Dengedeki ürün ve reaktanların derişimlerine denir. denge konsantrasyonları.
Çeşitli faktörlerin etkisi altında kimyasal dengede değişim
Sıcaklık, basınç veya başlangıç maddesi veya ürünlerinin konsantrasyonundaki değişiklikler gibi sistem üzerindeki dış etkiler nedeniyle sistemin dengesi bozulabilir. Ancak bu dış etkinin sona ermesinden sonra sistem bir süre sonra yeni bir denge durumuna geçecektir. Bir sistemin bir denge durumundan başka bir denge durumuna bu şekilde geçişine denir. kimyasal dengenin yer değiştirmesi (kayması) .
Belirli bir etki tipi altında kimyasal dengenin nasıl değiştiğini belirleyebilmek için Le Chatelier ilkesini kullanmak uygundur:
Denge durumundaki bir sisteme herhangi bir dış etki uygulanırsa, kimyasal dengedeki değişimin yönü, etkinin etkisini zayıflatan reaksiyonun yönü ile çakışacaktır.
Sıcaklığın denge durumuna etkisi
Sıcaklık değiştiğinde herhangi bir kimyasal reaksiyonun dengesi değişir. Bunun nedeni herhangi bir reaksiyonun termal bir etkiye sahip olmasıdır. Ayrıca ileri ve geri reaksiyonların termal etkileri her zaman tam tersidir. Onlar. ileri reaksiyon ekzotermikse ve +Q'ya eşit bir termal etkiyle ilerliyorsa, ters reaksiyon her zaman endotermiktir ve –Q'ya eşit bir termal etkiye sahiptir.
Dolayısıyla Le Chatelier ilkesine göre, denge durumundaki belirli bir sistemin sıcaklığını arttırırsak, denge, sıcaklığın azaldığı reaksiyona doğru kayacaktır, yani. endotermik bir reaksiyona doğru. Benzer şekilde, denge durumundaki sistemin sıcaklığını düşürürsek, denge reaksiyona doğru kayacak ve bunun sonucunda sıcaklık artacaktır, yani. ekzotermik bir reaksiyona doğru.
Örneğin, aşağıdaki tersinir reaksiyonu göz önünde bulundurun ve sıcaklık azaldıkça dengesinin nereye kayacağını belirtin:
Yukarıdaki denklemden görülebileceği gibi ileri reaksiyon ekzotermiktir, yani. Oluşmasının bir sonucu olarak ısı açığa çıkar. Sonuç olarak ters reaksiyon endotermik olacaktır, yani ısının emilmesiyle meydana gelir. Koşula göre sıcaklık azalır, dolayısıyla denge sağa kayar, yani. doğrudan tepkiye doğru.
Konsantrasyonun kimyasal denge üzerindeki etkisi
Le Chatelier ilkesine uygun olarak reaktif konsantrasyonundaki bir artış, reaktiflerin tüketildiği bir sonucu olarak dengede reaksiyona doğru bir kaymaya yol açmalıdır; doğrudan tepkiye doğru.
Ve bunun tersi de geçerlidir, eğer reaktanların konsantrasyonu azalırsa, o zaman denge, reaktanların oluştuğu reaksiyona doğru kayacaktır, yani. ters reaksiyonun tarafı (←).
Reaksiyon ürünlerinin konsantrasyonundaki bir değişiklik de benzer bir etkiye sahiptir. Ürünlerin konsantrasyonu arttırılırsa denge, ürünlerin tüketildiği reaksiyona doğru kayacaktır; ters reaksiyona doğru (←). Aksine, ürünlerin konsantrasyonu azalırsa, o zaman denge doğrudan reaksiyona (→) doğru kayacak ve böylece ürünlerin konsantrasyonu artacaktır.
Basıncın kimyasal denge üzerindeki etkisi
Sıcaklık ve konsantrasyonun aksine, basınçtaki değişiklikler her reaksiyonun denge durumunu etkilemez. Basınçtaki bir değişikliğin kimyasal dengede bir değişikliğe yol açması için, gaz halindeki maddelere ilişkin denklemin sol ve sağ taraflarındaki katsayıların toplamlarının farklı olması gerekir.
Onlar. iki reaksiyondan:
basınçtaki bir değişiklik yalnızca ikinci reaksiyon durumunda denge durumunu etkileyebilir. Gaz halindeki maddelerin formüllerinin önündeki katsayıların toplamı, sol ve sağdaki birinci denklemde aynı (2'ye eşit), ikinci denklemde ise farklıdır (4'e eşit). solda ve 2 sağda).
Buradan, özellikle, hem reaktanlar hem de ürünler arasında gaz halindeki maddeler yoksa, basınçtaki bir değişikliğin mevcut denge durumunu hiçbir şekilde etkilemeyeceği sonucu çıkar. Örneğin basınç, reaksiyonun denge durumunu etkilemez:
Sol ve sağda gaz halindeki maddelerin miktarı farklıysa, basınçtaki bir artış dengede gazların hacminin azaldığı reaksiyona doğru bir kaymaya yol açacak ve basınçtaki bir azalma da bir kaymaya yol açacaktır. denge, bunun sonucunda gazların hacmi artar.
Bir katalizörün kimyasal denge üzerindeki etkisi
Bir katalizör hem ileri hem de geri reaksiyonları eşit derecede hızlandırdığından varlığı veya yokluğu hiçbir etkisi yok bir denge durumuna ulaşır.
Bir katalizörün etkileyebileceği tek şey sistemin dengesiz durumdan denge durumuna geçiş hızıdır.
Yukarıdaki tüm faktörlerin kimyasal denge üzerindeki etkisi, başlangıçta denge görevlerini yerine getirirken bakabileceğiniz bir kısa notta özetlenmiştir. Ancak sınavda kullanmak mümkün olmayacağından, birkaç örneği onun yardımıyla analiz ettikten sonra öğrenmeli ve ona bakmadan denge problemlerini çözme alıştırması yapmalısınız:
Tanımlar: T - sıcaklık, P - basınç, İle – konsantrasyon, – artış, ↓ – azalma
| T | T Denge endotermik reaksiyona doğru kayar |
| ↓T Denge ekzotermik reaksiyona doğru kayar | |
| P | P Denge, gaz halindeki maddelerin önünde katsayıların toplamı daha küçük olan reaksiyona doğru kayar |
| ↓p Denge, gaz halindeki maddelerin önünde katsayıların toplamının daha büyük olduğu reaksiyona doğru kayar | |
| C | C (reaktif) – denge doğrudan reaksiyona doğru kayar (sağa) |
| ↓c (reaktif) – denge ters reaksiyona doğru kayar (sola) | |
| C (ürün) – denge ters reaksiyona doğru kayar (sola) | |
| ↓c (ürün) – denge doğrudan reaksiyona doğru kayar (sağa) | |
| Dengeyi etkilemez!!! |
Kimyasal denge durumu, sistem üzerindeki çeşitli dış etkiler nedeniyle bozulur: ısıtma ve soğutma, basınç değişiklikleri, tek tek maddelerin veya çözücünün eklenmesi ve çıkarılması. Sonuç olarak ileri ve geri reaksiyon oranlarının eşitliği ihlal edilir ve sistemin durumunda belirli bir değişiklik meydana gelir.
Kimyasal dengedeki bir değişim, dış etkinin bir sonucu olarak denge sisteminde meydana gelen bir süreçtir.
Dengedeki bir değişiklik, sistemde değişen madde konsantrasyonları ile karakterize edilen yeni bir denge durumunun oluşmasına yol açar.
Örnek 10.6. Oksijen eklendiğinde reaksiyonun dengesi hangi yöne kayar?
Çözüm. Oksijen eklendiğinde konsantrasyonu artar ve dolayısıyla ileri yöndeki hız artar. Denge sağa kayacak. Bu, S0 2'nin S0 3'e dönüşüm oranını arttırır.
Herhangi bir etki altında dengenin değişmesi Le Chatelier'in ilkesine (1884) uyar.
Denge durumundaki bir sistem üzerindeki dış etki, etkinin sonucunun azalmasına yol açan bir sürece neden olur.
Denge değişiminin yönü ile ilgili belirli bir soruya karar verirken, üretilen etkinin özü ve sonucu açıkça anlaşılmalıdır. Örneğin konsantrasyondaki bir değişiklik sistem üzerinde bir etki olarak değerlendirilemez. Maddeler sisteme dahil edilebilir veya sistemden çıkarılabilir (ego etkileri), bu da konsantrasyonlarda bir değişikliğe neden olabilir. Le Chatelier ilkesinin amonyak üretimi için pratik olarak önemli olan reaksiyona uygulanması tabloda gösterilmektedir. 10.1. İlk iki sütun sistem üzerindeki etkiyi ve etkinin sonucunu gösterir. T ve >1 okları karşılık gelen karakteristikte bir artışı veya azalmayı gösterir. "Sistem Yanıtı" sütunu, etkinin etkisinin tersi olan değişiklikleri gösterir. Bu değişiklikler sistemde doğrudan veya ters reaksiyonun oluşmasıyla ilişkilidir. Basıncın denge durumu üzerindeki etkisini anlamada bazı zorluklar ortaya çıkar. Gaz durumu denklemine göre bir gaz karışımının basıncı, belirli bir miktardaki maddenin sıcaklığına ve hacmine bağlıdır, ancak belirli bir hacim ve sıcaklığa sahip olan bu tür bir sistem, basınçtaki değişikliklere yalnızca maddenin miktarını değiştirerek yanıt verebilir. reaksiyon sonucu oluşan toplam madde miktarı. Le Chatelier ilkesinden bir sonuç çıkar: Artan basınçla denge, gaz halindeki maddeler için stokiyometrik katsayıların toplamının azalması yönünde kayar.
Tablo 10.1
Le Chatelier prensibinin N2 + 3Н2 2NH3 reaksiyonu örneğini kullanarak uygulanması, ArH° =-92 kJ/mol
Tersinir heterojen reaksiyonlarda dengedeki bir kayma, gaz halindeki ve çözünmüş maddelerin konsantrasyonlarındaki değişikliklerle ilişkilidir. Bir katının kütlesindeki değişiklik sistemdeki denge konumunu etkilemez.
Kimyasal dengenin değiştirilmesi, laboratuvarlarda ve teknolojik süreçlerde reaksiyonların gerçekleştirilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu durumda dengeyi sağlamaktan değil, onu birer birer kaydırmaktan bahsediyoruz. Süreç, en değerli reaktiflerin saklanması açısından kurulan dengenin optimal olması için en baştan planlanır. Ürün verimi arttıkça üretim maliyetleri düşer. Sıcaklık ve basınç koşullarına bağlıdır. Amonyak üretimine yönelik reaksiyon örneğini kullanarak, proses koşullarını seçme yaklaşımının ilkesi gösterilmektedir (“+” ve “-” işaretleri, nihai sonuç üzerindeki etkinin istenen veya istenmeyen doğasını sembolize eder).
Yukarıdaki verilerden, amonyak üretiminde yüksek basıncın kullanılması ve en aktif katalizörlerin bulunmasının istendiği anlaşılmaktadır. Sıcaklık, teknolojik ve ekonomik açıdan reaksiyon hızı üzerinde olumlu, amonyak verimi üzerinde ise olumsuz bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, sonuçta ürünün minimum üretim maliyetini sağlayan optimum sıcaklığın seçilmesi gerekir.
Kimyasal denge doğaldır geri dönüşümlü reaksiyonlar ve tipik değildir geri döndürülemez kimyasal reaksiyonlar.
Çoğu zaman, bir kimyasal işlem gerçekleştirilirken, başlangıçtaki reaktanlar tamamen reaksiyon ürünlerine dönüştürülür. Örneğin:
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Reaksiyonu ters yönde gerçekleştirerek metalik bakır elde etmek imkansızdır çünkü verildi reaksiyon geri döndürülemez. Bu tür işlemlerde reaktanlar tamamen ürünlere dönüştürülür; reaksiyon tamamlanmaya doğru ilerler.
Ancak kimyasal reaksiyonların büyük kısmı geri dönüşümlü yani reaksiyonun ileri ve geri yönlerde paralel olarak meydana gelmesi muhtemeldir. Başka bir deyişle, reaktanlar yalnızca kısmen ürünlere dönüştürülür ve reaksiyon sistemi hem reaktanlardan hem de ürünlerden oluşacaktır. Bu durumda sistem şu durumda kimyasal denge.
Tersinir işlemlerde, başlangıçta doğrudan reaksiyonun maksimum hızı vardır ve bu hız, reaktif miktarındaki azalmaya bağlı olarak giderek azalır. Ters reaksiyon ise başlangıçta minimum bir hıza sahiptir ve ürünler biriktikçe artar. Sonunda her iki reaksiyonun hızlarının eşitlendiği bir an gelir; sistem denge durumuna ulaşır. Denge durumu oluştuğunda bileşenlerin konsantrasyonları değişmeden kalır ancak kimyasal reaksiyon durmaz. O. – bu dinamik (hareketli) bir durumdur. Açıklık sağlamak için, işte aşağıdaki şekil:
Diyelim ki belli bir şey var geri dönüşümlü kimyasal reaksiyon:
a A + b B = c C + d D
daha sonra kitlesel eylem yasasına dayanarak aşağıdaki ifadeleri yazarız: doğrudanυ 1 ve tersiυ 2 reaksiyonları:
v1 = k 1 ·[A] a ·[B] b
υ2 = k 2 ·[C] c ·[D] d
Yapabilmek kimyasal denge ileri ve geri reaksiyonların oranları eşittir, yani:
k 1 ·[A] a ·[B] b = k 2 ·[C] c ·[D] d
aldık
İLE= k 1 / k 2 = [C] c [D] d ̸ [A] a [B] b
Nerede K =k 1 / k 2 – denge sabiti.
Verilen koşullar altında herhangi bir tersinir süreç için k sabit bir değerdir. Maddelerin konsantrasyonlarına bağlı değildir, çünkü Maddelerden birinin miktarı değiştiğinde diğer bileşenlerin miktarları da değişir.
Kimyasal bir prosesin koşulları değiştiğinde denge değişebilir.
Dengedeki değişimi etkileyen faktörler:
- reaktiflerin veya ürünlerin konsantrasyonlarındaki değişiklikler,
- basınç değişimi,
- sıcaklık değişimi,
- reaksiyon ortamına bir katalizör eklenmesi.
Le Chatelier'in ilkesi
Yukarıdaki faktörlerin tümü kimyasal dengedeki değişimi etkiler. Le Chatelier'in ilkesi: Sistemin denge durumunda olduğu koşullardan birini (konsantrasyon, basınç veya sıcaklık) değiştirirseniz denge, bu değişikliği önleyen reaksiyon yönünde kayacaktır. Onlar. denge, denge durumunun ihlaline yol açan etkinin etkisinde bir azalmaya yol açacak yönde kayma eğilimindedir.
Öyleyse, faktörlerinin her birinin denge durumu üzerindeki etkisini ayrı ayrı ele alalım.
Etkilemek reaktanların veya ürünlerin konsantrasyonlarındaki değişiklikler bir örnekle gösterelim Haber süreci:
N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)
Örneğin, N2 (g), H2 (g) ve NH3 (g) 'den oluşan bir denge sistemine nitrojen eklenirse, o zaman denge, miktarındaki azalmaya katkıda bulunacak bir yönde kaymalıdır. hidrojen orijinal değerine doğru. ilave amonyak oluşumu yönünde (sağda). Aynı zamanda hidrojen miktarı da azalacaktır. Sisteme hidrojen eklendiğinde denge de yeni miktarda amonyak oluşumu yönünde (sağa doğru) kayacaktır. Amonyağın denge sistemine dahil edilmesi, Le Chatelier'in ilkesi , dengede başlangıç maddelerinin oluşumu için uygun olan sürece (sola doğru) doğru bir kaymaya neden olacaktır; Amonyak konsantrasyonunun bir kısmı nitrojen ve hidrojene ayrıştırılarak azaltılmalıdır.
Bileşenlerden birinin konsantrasyonundaki bir azalma, sistemin denge durumunu bu bileşenin oluşumuna doğru kaydıracaktır.
Etkilemek basınç değişiklikleri İncelenen süreçte gazlı bileşenlerin yer alması ve toplam molekül sayısında bir değişiklik olması durumunda anlamlıdır. Sistemdeki toplam molekül sayısı kalırsa kalıcı, ardından basınçtaki değişiklik etkisi yok dengesinde, örneğin:
ben 2(g) + H 2(g) = 2HI (g)
Bir denge sisteminin toplam basıncı, hacmi azaltılarak artırılırsa, denge azalan hacme doğru kayar. Onlar. sayının azaltılması yönünde gaz sistemde. Tepki olarak:
N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)
4 gaz molekülünden (1 N2 (g) ve 3 H2 (g)) 2 gaz molekülü oluşur (2 NH3 (g)), yani. sistemdeki basınç azalır. Sonuç olarak, basınçtaki bir artış, ilave miktarda amonyak oluşumuna katkıda bulunacaktır; denge oluşumuna doğru (sağa doğru) kayacaktır.
Sistemin sıcaklığı sabitse, sistemin toplam basıncındaki bir değişiklik denge sabitinde bir değişikliğe yol açmayacaktır. İLE.
Sıcaklık değişimi Sistem sadece dengesinin yer değiştirmesini değil aynı zamanda denge sabitini de etkiler İLE. Sabit basınçtaki bir denge sistemine ilave ısı verilirse, denge ısı emilimine doğru kayar. Dikkate almak:
N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) + 22 kcal
Gördüğünüz gibi, doğrudan reaksiyon ısının açığa çıkmasıyla, ters reaksiyon ise emilimle gerçekleşir. Sıcaklık arttıkça bu reaksiyonun dengesi amonyağın ayrışma reaksiyonuna doğru (sola doğru) kayar, çünkü dış etkiyi ortaya çıkarır ve zayıflatır - sıcaklıkta bir artış. Aksine soğutma, dengede amonyak sentezi yönünde (sağa doğru) bir kaymaya neden olur, çünkü reaksiyon ekzotermiktir ve soğumaya direnç gösterir.
Bu nedenle, sıcaklıktaki bir artış bir kaymayı kolaylaştırır kimyasal denge endotermik reaksiyona doğru ve sıcaklık düşüşü ekzotermik prosese doğru . Denge sabitleri sıcaklık arttıkça tüm ekzotermik süreçler azalır ve endotermik süreçler artar.
Ana makale: Le Chatelier-Brown ilkesi
Kimyasal dengenin konumu aşağıdaki reaksiyon parametrelerine bağlıdır: sıcaklık, basınç ve konsantrasyon. Bu faktörlerin kimyasal reaksiyon üzerindeki etkisi, 1885 yılında Fransız bilim adamı Le Chatelier tarafından genel terimlerle ifade edilen bir kalıba tabidir.
Kimyasal dengeyi etkileyen faktörler:
1) sıcaklık
Sıcaklık arttıkça kimyasal denge endotermik (absorbsiyon) reaksiyona, azaldıkça ekzotermik (serbest kalma) reaksiyona doğru kayar.
CaCO 3 =CaO+CO 2 -Q t →, t↓ ←
N 2 +3 saat 2 ↔2NH 3 +Q t ←, t↓ →
2) basınç
Basınç arttıkça kimyasal denge daha küçük hacimdeki maddelere doğru kayar, basınç azaldıkça ise daha büyük bir hacme doğru kayar. Bu prensip yalnızca gazlar için geçerlidir; Reaksiyona katı maddeler karışmışsa bunlar dikkate alınmaz.
CaCO 3 =CaO+CO 2 P ←, P↓ →
1mol=1mol+1mol
3) başlangıç maddelerinin ve reaksiyon ürünlerinin konsantrasyonu
Başlangıç maddelerinden birinin konsantrasyonundaki bir artışla, kimyasal denge reaksiyon ürünlerine doğru ve reaksiyon ürünlerinin konsantrasyonundaki bir artışla başlangıç maddelerine doğru kayar.
S 2 +2O 2 =2SO 2 [S],[O] →, ←
Katalizörler kimyasal dengenin değişimini etkilemez!
Kimyasal dengenin temel niceliksel özellikleri: kimyasal denge sabiti, dönüşüm derecesi, ayrışma derecesi, denge verimi. Belirli kimyasal reaksiyonlar örneğini kullanarak bu miktarların anlamını açıklayın.
Kimyasal termodinamikte kütle etki yasası, aşağıdaki ilişkiye göre başlangıç maddelerinin ve reaksiyon ürünlerinin denge aktivitelerini ilişkilendirir:
Maddelerin aktivitesi. Aktivite yerine konsantrasyon (ideal bir çözeltideki reaksiyon için), kısmi basınçlar (ideal gazların karışımındaki reaksiyon), fugasite (gerçek gazların karışımındaki reaksiyon) kullanılabilir;
Stokiyometrik katsayı (başlangıç maddeleri için negatif, ürünler için pozitif);
Kimyasal denge sabiti. Buradaki "a" alt simgesi, formüldeki etkinlik değerinin kullanıldığı anlamına gelir.
Bir reaksiyonun verimliliği genellikle reaksiyon ürününün veriminin hesaplanmasıyla değerlendirilir (bölüm 5.11). Aynı zamanda reaksiyonun verimliliği, en önemli (genellikle en pahalı) maddenin hangi kısmının hedef reaksiyon ürününe dönüştüğünün belirlenmesiyle de değerlendirilebilir; örneğin reaksiyon sırasında SO2'nin hangi kısmının SO3'e dönüştüğü. sülfürik asit üretimi, yani bulmak dönüşüm derecesi orijinal madde.
Devam eden reaksiyonun kısa bir şemasını verelim
Daha sonra A maddesinin B maddesine (A) dönüşüm derecesi aşağıdaki denklem ile belirlenir.
Nerede N proreact (A) - ürün B'yi oluşturmak üzere reaksiyona giren reaktif A maddesinin miktarı ve N başlangıç (A) – reaktif A'nın başlangıç miktarı. 
Doğal olarak, dönüşüm derecesi yalnızca bir maddenin miktarıyla değil, aynı zamanda onunla orantılı herhangi bir miktarla da ifade edilebilir: molekül sayısı (formül birimleri), kütle, hacim.
A reaktifi yetersiz alınırsa ve B ürününün kaybı ihmal edilebilirse, A reaktifinin dönüşüm derecesi genellikle B ürününün verimine eşittir.
Bunun istisnası, başlangıç maddesinin çeşitli ürünler oluşturmak üzere açıkça tüketildiği reaksiyonlardır. Yani örneğin reaksiyonda
Cl2 + 2KOH = KCl + KClO + H20
klor (reaktif) eşit olarak potasyum klorür ve potasyum hipoklorite dönüştürülür. Bu reaksiyonda %100 KClO verimiyle bile klorun buna dönüşüm derecesi %50'dir.
Bildiğiniz miktar - protoliz derecesi (bölüm 12.4) - dönüşüm derecesinin özel bir durumudur:
TED çerçevesinde benzer niceliklere denir ayrışma derecesi asitler veya bazlar (aynı zamanda protoliz derecesi olarak da adlandırılır). Ayrışmanın derecesi, Ostwald'ın seyreltme yasasına göre ayrışma sabitiyle ilişkilidir.
Aynı teori çerçevesinde hidroliz dengesi şu şekilde karakterize edilir: hidroliz derecesi (H) ve bunu maddenin başlangıç konsantrasyonuna bağlamak için aşağıdaki ifadeler kullanılır ( İle) ve hidroliz sırasında oluşan zayıf asitlerin (K HA) ve zayıf bazların ayrışma sabitleri ( k MOH):
İlk ifade, zayıf bir asit tuzunun, ikinci - zayıf bir bazın tuzlarının ve üçüncü - zayıf bir asit ve zayıf bir bazın tuzlarının hidrolizi için geçerlidir. Tüm bu ifadeler yalnızca hidroliz derecesi 0,05'i (%5) aşmayan seyreltik çözeltiler için kullanılabilir.
Tipik olarak denge verimi, her özel durumda belirli bir oranla ilişkili olduğu bilinen bir denge sabiti tarafından belirlenir.
Sıcaklık, basınç, konsantrasyon gibi faktörlerden etkilenen tersinir proseslerde reaksiyonun dengesi kaydırılarak ürünün verimi değiştirilebilir.
Le Chatelier prensibine göre, basit reaksiyonlar sırasında basıncın artmasıyla denge dönüşüm derecesi artar, diğer durumlarda reaksiyon karışımının hacmi değişmez ve ürünün verimi basınca bağlı değildir.
Sıcaklığın denge verimi ve denge sabiti üzerindeki etkisi, reaksiyonun termal etkisinin işareti ile belirlenir.
Tersinir süreçlerin daha kapsamlı bir değerlendirmesi için, gerçekte elde edilen ürünün denge durumunda elde edilecek miktara oranına eşit olan teorik verim (dengeden elde edilen verim) olarak adlandırılan verim kullanılır.
TERMAL AYRIŞMA kimyasalı
sıcaklıktaki bir artışın neden olduğu bir maddenin tersinir bir ayrışma reaksiyonu.
Vb. ile bir maddeden birkaç (2H2H+ OCaO + CO) veya daha basit bir madde oluşur
Denge vb. kütle hareket kanununa göre kurulur. BT
bir denge sabiti veya ayrışma derecesi ile karakterize edilebilir
(bozunmuş molekül sayısının toplam molekül sayısına oranı). İÇİNDE
Çoğu durumda vs.'ye ısı emilimi eşlik eder (artış
entalpi
DN>0); bu nedenle Le Chatelier-Brown ilkesine uygun olarak
ısıtma bunu arttırır, yer değiştirme derecesi vb. sıcaklıkla belirlenir
DN'nin mutlak değeri. Basınç vs.'ye müdahale eder, ne kadar güçlü olursa o kadar büyük olur
Gaz halindeki maddelerin mol (Di) sayısında değişiklik (artış)
ayrışma derecesi basınca bağlı değildir. Katılar değilse
katı çözeltiler oluşturur ve oldukça dağılmış durumda değildir,
daha sonra basınç vb. sıcaklık tarafından benzersiz bir şekilde belirlenir. T.'yi uygulamak.
d. katılar (oksitler, kristal hidratlar, vb.)
bilmek önemli
ayrışma basıncının dış basınca eşit olduğu sıcaklık (özellikle,
atmosferik) basınç. Açığa çıkan gaz üstesinden gelebileceğinden
ortam basıncı, daha sonra bu sıcaklığa ulaşıldığında ayrışma süreci
hemen yoğunlaşıyor.
Ayrışma derecesinin sıcaklığa bağlılığı: sıcaklık arttıkça ayrışma derecesi de artar (sıcaklığın artması, çözünmüş parçacıkların kinetik enerjisinde bir artışa yol açar, bu da moleküllerin iyonlara parçalanmasını teşvik eder) 
Başlangıç maddelerinin dönüşüm derecesi ve ürünün denge verimi. Belirli bir sıcaklıkta hesaplama yöntemleri.
Bunun için hangi verilere ihtiyaç var? 
Rastgele bir örnek kullanarak kimyasal dengenin bu niceliksel özelliklerinden herhangi birini hesaplamak için bir şema verin. 
Dönüşüm derecesi, reaksiyona giren reaktif miktarının orijinal miktarına bölünmesiyle elde edilir. En basit reaksiyon için, reaktörün girişindeki veya periyodik işlemin başlangıcındaki konsantrasyon, reaktörden çıkıştaki konsantrasyon veya periyodik işlemin mevcut anıdır. Örneğin gönüllü bir yanıt için, 
tanıma uygun olarak hesaplama formülü aynıdır: . Bir reaksiyonda birkaç reaktif varsa, her biri için, örneğin reaksiyon için dönüşüm derecesi hesaplanabilir. 
Şekil 2 Hedef ürünün verimi Ürünün verimi, fiilen elde edilen hedef ürünün miktarının, tüm reaktiflerin bu ürüne geçmesi durumunda elde edilecek olan bu ürünün miktarına bölümüdür (mümkün olan maksimum miktara kadar). elde edilen ürün). Veya (reaktif aracılığıyla): Hedef ürüne gerçekten dönüştürülen reaktif miktarının, reaktifin başlangıç miktarına bölümü. En basit reaksiyonun verimi şudur ve bu reaksiyon için şunu akılda tutarak, 
yani En basit reaksiyon için verim ve dönüşüm derecesi aynı değerdir. Dönüşüm, örneğin madde miktarındaki bir değişiklikle gerçekleşirse, o zaman tanıma uygun olarak stokiyometrik katsayının hesaplanan ifadeye dahil edilmesi gerekir. Birinci tanıma göre, bu reaksiyon için reaktifin başlangıç miktarının tamamından elde edilen hayali ürün miktarı, reaktifin orijinal miktarından iki kat daha az olacaktır; ve hesaplama formülü. İkinci tanıma uygun olarak, hedef ürüne fiilen dönüştürülen reaktifin miktarı, bu ürünün oluşturulduğu miktarın iki katı kadar olacaktır; ise hesaplama formülü şöyledir. Doğal olarak her iki ifade de aynıdır. Daha karmaşık bir reaksiyon için hesaplama formülleri tanıma uygun olarak tamamen aynı şekilde yazılır ancak bu durumda verim artık dönüşüm derecesine eşit değildir. Örneğin reaksiyon için, 
. Bir reaksiyonda birden fazla reaktif varsa, bunların her biri için verim hesaplanabilir; birden fazla hedef ürün varsa, o zaman herhangi bir reaktif için herhangi bir hedef ürün için verim hesaplanabilir. Hesaplama formülünün yapısından görülebileceği gibi (payda sabit bir değer içerir), verimin reaksiyon süresine bağımlılığı, hedef ürünün konsantrasyonunun zamana bağımlılığı ile belirlenir. Yani, örneğin reaksiyon için 
bu bağımlılık Şekil 3'tekine benzer. 
Şekil 3
Kimyasal dengenin niceliksel bir özelliği olarak dönüşüm derecesi. Toplam basınç ve sıcaklıktaki bir artış, bir gaz fazı reaksiyonunda reaktifin dönüşüm derecesini nasıl etkileyecektir: ( denklem verilmiştir
)?
Cevabınızın gerekçesini ve uygun matematiksel ifadeleri belirtin. İleri ve geri reaksiyon hızlarının eşit olduğu duruma kimyasal denge denir. Genel formda tersinir bir reaksiyonun denklemi: 1 =kİleri reaksiyon hızı İleri ve geri reaksiyon hızlarının eşit olduğu duruma kimyasal denge denir. Genel formda tersinir bir reaksiyonun denklemi: 2 =k v İleri ve geri reaksiyon hızlarının eşit olduğu duruma kimyasal denge denir. Genel formda tersinir bir reaksiyonun denklemi: 1 1 [A] m [B] n, ters reaksiyon hızı 2 [C] p [D] q, burada köşeli parantez içinde denge konsantrasyonları gösterilir. Tanım gereği, kimyasal dengede
=v
burada Kc molar konsantrasyon cinsinden ifade edilen kimyasal denge sabitidir. Verilen matematiksel ifadeye genellikle tersinir bir kimyasal reaksiyon için kütle etkisi yasası denir: reaksiyon ürünlerinin denge konsantrasyonlarının ürününün, başlangıç maddelerinin denge konsantrasyonlarının ürününe oranı.
Kimyasal dengenin konumu aşağıdaki reaksiyon parametrelerine bağlıdır: sıcaklık, basınç ve konsantrasyon. Bu faktörlerin kimyasal reaksiyon üzerindeki etkisi, 1884 yılında Fransız bilim adamı Le Chatelier tarafından genel terimlerle ifade edilen bir kalıba tabidir. Le Chatelier ilkesinin modern formülasyonu aşağıdaki gibidir:
Denge halindeki bir sisteme dışarıdan bir etki uygulandığında sistem, dış etkinin etkisini azaltacak şekilde başka bir duruma geçecektir.
Kimyasal dengeyi etkileyen faktörler.
1. Sıcaklığın etkisi. Her tersinir reaksiyonda yönlerden biri ekzotermik bir işleme, diğeri ise endotermik bir işleme karşılık gelir.
Sıcaklık arttıkça kimyasal denge endotermik reaksiyon yönünde, sıcaklık düştükçe ekzotermik reaksiyon yönünde kayar.
2. Basıncın etkisi.
Gaz halindeki maddeleri içeren tüm reaksiyonlarda, başlangıç maddelerinden ürünlere geçiş sırasında madde miktarının değişmesine bağlı olarak hacim değişikliğinin eşlik ettiği denge konumu, sistemdeki basınçtan etkilenir.
Basıncın denge pozisyonu üzerindeki etkisi aşağıdaki kurallara uyar:
Basınç arttıkça denge, daha küçük hacimli maddelerin (başlangıç veya ürünler) oluşumuna doğru kayar.
3. Konsantrasyonun etkisi. Konsantrasyonun denge durumu üzerindeki etkisi aşağıdaki kurallara tabidir:
Başlangıç maddelerinden birinin konsantrasyonu arttığında denge, reaksiyon ürünlerinin oluşumuna doğru kayar;
Reaksiyon ürünlerinden birinin konsantrasyonu arttığında denge, başlangıç maddelerinin oluşumuna doğru kayar.
Kendini kontrol etmeye yönelik sorular:
1. Kimyasal reaksiyonun hızı nedir ve hangi faktörlere bağlıdır? Hız sabiti hangi faktörlere bağlıdır?
2. Hidrojen ve oksijenden su oluşumunun reaksiyon hızı için bir denklem oluşturun ve hidrojen konsantrasyonu üç kat artırıldığında hızın nasıl değiştiğini gösterin.
3. Reaksiyon hızı zamanla nasıl değişiyor? Hangi reaksiyonlara geri dönüşümlü denir? Kimyasal denge durumunu ne karakterize eder? Denge sabiti denilen şey hangi faktörlere bağlıdır?
4. Hangi dış etkiler kimyasal dengeyi bozabilir? Sıcaklık değiştiğinde denge hangi yönde karışır? Basınç?
5. Tersinir bir reaksiyon nasıl belirli bir yöne kaydırılıp tamamlanabilir?
Ders No. 12 (sorunlu)
Çözümler
Hedef: Maddelerin çözünürlüğü ve çözünürlüğün niceliksel değerlendirmesi hakkında niteliksel sonuçlar verin.
Anahtar kelimeler:Çözümler – homojen ve heterojen; gerçek ve koloidal; maddelerin çözünürlüğü; çözeltilerin konsantrasyonu; elektroil olmayan çözeltiler; Raoult ve van't Hoff yasaları.
Planla.
1. Çözümlerin sınıflandırılması.
2. Çözümlerin konsantrasyonu.
3. Elektrolit olmayan çözeltiler. Raoult'un yasaları.
Çözümlerin sınıflandırılması
Çözeltiler, iki veya daha fazla maddeden (bileşenlerden) oluşan, değişken bileşimli homojen (tek fazlı) sistemlerdir.
Toplanma durumlarının doğasına göre çözeltiler gaz, sıvı ve katı olabilir. Tipik olarak, belirli koşullar altında, elde edilen çözeltiyle aynı toplanma durumunda olan bir bileşen bir çözücü olarak kabul edilirken, çözeltinin geri kalan bileşenleri çözünen maddeler olarak kabul edilir. Bileşenlerin aynı agregasyon durumunda, çözücünün çözeltide baskın olan bileşen olduğu kabul edilir.
Parçacık boyutuna bağlı olarak çözeltiler gerçek ve kolloidal olarak ikiye ayrılır. Gerçek çözeltilerde (genellikle basit çözeltiler olarak adlandırılır), çözünen madde atomik veya moleküler düzeyde dağılır, çözünen maddenin parçacıkları görsel olarak veya mikroskop altında görülemez ve çözücü ortamında serbestçe hareket eder. Gerçek çözümler, zaman içinde süresiz olarak kararlı olan termodinamik olarak kararlı sistemlerdir.
Çözümlerin oluşmasını sağlayan itici güçler entropi ve entalpi faktörleridir. Gazlar bir sıvı içinde çözündüğünde entropi her zaman ΔS azalır< 0, а при растворении кристаллов возрастает (ΔS >0). Çözünen madde ile çözücü arasındaki etkileşim ne kadar güçlü olursa, çözeltilerin oluşumunda entalpi faktörünün rolü o kadar büyük olur. Çözünme entalpisindeki değişimin işareti, çözünmeye eşlik eden süreçlerin tüm termal etkilerinin toplamının işareti ile belirlenir; buna ana katkı, kristal kafesin serbest iyonlara (ΔH> 0) yok edilmesiyle sağlanır. ve ortaya çıkan iyonların solvent molekülleri ile etkileşimi (soltivasyon, ΔH< 0). При этом независимо от знака энтальпии при растворении (абсолютно нерастворимых веществ нет) всегда ΔG = ΔH – T·ΔS < 0, т. к. переход вещества в раствор сопровождается значительным возрастанием энтропии вследствие стремления системы к разупорядочиванию. Для жидких растворов (расплавов) процесс растворения идет самопроизвольно (ΔG < 0) до установления динамического равновесия между раствором и твердой фазой.
Doymuş bir çözeltinin konsantrasyonu, maddenin belirli bir sıcaklıkta çözünürlüğü ile belirlenir. Daha düşük konsantrasyonlu çözeltilere doymamış çözeltiler denir.
Çeşitli maddelerin çözünürlüğü büyük ölçüde değişir ve bunların doğasına, çözünen parçacıkların birbirleriyle ve çözücü moleküllerle etkileşimine ve ayrıca dış koşullara (basınç, sıcaklık vb.)
Kimyasal uygulamada en önemli çözeltiler sıvı solvent bazında hazırlananlardır. Kimyadaki sıvı karışımlara kısaca çözelti denir. En yaygın kullanılan inorganik çözücü sudur. Diğer çözücülerle olan çözeltilere susuz denir.
Çözümler son derece büyük pratik öneme sahiptir; canlı organizmalardaki metabolizmanın temelini oluşturanlar da dahil olmak üzere birçok kimyasal reaksiyon bunların içinde gerçekleşir.
Çözümlerin konsantrasyonu
Çözeltilerin önemli bir özelliği, çözeltideki bileşenlerin göreceli miktarını ifade eden konsantrasyonlarıdır. Boyutsal ve boyutsuz kütle ve hacim konsantrasyonları vardır.
İLE boyutsuz konsantrasyonlar (paylar) aşağıdaki konsantrasyonları içerir:
Çözünen maddenin kütle oranı W(B) Bir birimin kesri veya yüzde olarak ifade edilir:
burada m(B) ve m(A), çözünen B'nin kütlesi ve çözücü A'nın kütlesidir.
Çözünen σ(B)'nin hacim fraksiyonu, bir birimin fraksiyonları veya hacim yüzdesi olarak ifade edilir:
burada Vi çözelti bileşeninin hacmidir, V(B) çözünmüş B maddesinin hacmidir. Hacim yüzdelerine derece *) adı verilir.
*) Bazen hacim konsantrasyonu binde parça (ppm, ‰) veya milyonda parça (ppm), ppm olarak ifade edilir.
Çözünmüş maddenin χ(B) mol fraksiyonu aşağıdaki ilişki ile ifade edilir:
χ i çözümünün k bileşenlerinin mol kesirlerinin toplamı birliğe eşittir
İLE boyutlu konsantrasyonlar aşağıdaki konsantrasyonları içerir:
Çözünen Cm(B)'nin molalitesi, 1 kg (1000 g) solvent içindeki n(B) maddesinin miktarı ile belirlenir, boyut mol/kg'dır.
Çözeltideki B maddesinin molar konsantrasyonu C(B) – çözeltinin birim hacmi başına çözünmüş B maddesi miktarının içeriği, mol/m3 veya daha sıklıkla mol/litre:
burada μ(B), B'nin molar kütlesidir, V ise çözeltinin hacmidir.
B maddesinin eşdeğerlerinin molar konsantrasyonu C E (B) (normallik - modası geçmiş), birim çözelti hacmi başına çözünmüş bir maddenin eşdeğer sayısı, mol/litre ile belirlenir:
burada n E (B) madde eşdeğerlerinin miktarıdır, μ E eşdeğerin molar kütlesidir.
B maddesinin çözeltisinin titresi( T B) 1 ml çözelti içinde bulunan çözünen maddenin g cinsinden kütlesi ile belirlenir:
G/ml veya 
g/ml.
Kütle konsantrasyonları (kütle fraksiyonu, yüzde, molal) sıcaklığa bağlı değildir; hacimsel konsantrasyonlar belirli bir sıcaklığa karşılık gelir.
Tüm maddeler bir dereceye kadar çözülme yeteneğine sahiptir ve çözünürlük ile karakterize edilir. Bazı maddeler birbiri içinde sınırsız olarak çözünür (su-aseton, benzen-toluen, sıvı sodyum-potasyum). Bileşiklerin çoğu az çözünür (su-benzen, su-bütil alkol, sofra tuzu) ve birçoğu az çözünür veya pratik olarak çözünmez (su-BaS04, su-benzin).
Bir maddenin belirli koşullar altında çözünürlüğü, doymuş bir çözeltideki konsantrasyonudur. Böyle bir çözeltide çözünen ile çözelti arasında denge sağlanır. Denge olmadığında, çözünen maddenin konsantrasyonu çözünürlüğünden daha azsa (doymamış çözelti) bir çözelti kararlı kalır veya çözelti, çözünürlüğünden daha fazla bir çözünen madde içeriyorsa (aşırı doymuş çözelti) kararsız kalır.