Обратимые химические реакции

Обратимые химические реакции – это реакции, которые одновременно протекают как в прямом, так и в обратном направлении.

. Тогда , . В общем случае , . Химическое равновесие достигается при . В состоянии равновесия концентрации всех веществ не меняются и называются равновесными концентрациями: . Химическое равновесие характеризуется константой равновесия, . Константа равновесия зависит от природы веществ и температуры. Любая обратимая реакция стремится к состоянию равновесия, в котором соотношение концентраций веществ при данной температуре есть величина постоянная.

Пример:

вещество
исходное состояние	1 моль/л	1 моль/л	0
израсходовано	0,5	0,5	-1
конечное состояние (равновесие)	0,5	0,5	1

.

Энергетическая диаграмма обратимых процессов

. . . Если одна из реакций обратимого процесса экзотермическая, то другая – эндотермическая. Чем больше энергия активации, тем больше влияние температуры на скорость процесса. С ростом температуры равновесие смещается в сторону продуктов эндотермической реакции, т.е. той реакции, в ходе которой подведённое тепло поглощается.

Принцип Ле Шателье: Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия подействовать каким-либо возмущающим воздействием (изменить температуру, концентрации веществ, давление и т.п.), то система отреагирует так, чтобы уменьшить возмущающее воздействие.

Диссоциация оснований

Сильные основания называются щёлочами. Все щёлочи хорошо растворимы в воде. Щёлочи – элементы I и II группы основной подгруппы таблицы Менделеева. Все остальные основания – слабые и плохо растворимы в воде. Исключение: – слабое основание, но хорошо растворимо в воде.

Основание диссоциирует с образованием – групп: , . Т.к. в последнем случае процесс обратим, то существует константа диссоциации: .

Диссоциация солей

Соль – это вещество, образованное металлом и кислотным остатком: , и т.д. Соли диссоциируют необратимо, в одну ступень, с разрывом всех связей металла и кислотного остатка: , , , .

Диссоциация воды

Чистая вода электрический ток не проводит, однако, небольшая часть молекул диссоциирует на ионы: . . Величина называется ионным произведением воды. Водородный показатель . Если вода чистая, то её , . .

Расчёт pH растворов кислот

Сначала надо понять, сильная это кислота или нет. Сильные кислоты: , , . Если кислота сильная, например , то: . Пусть моль/л. Тогда моль/л, . Если же кислота слабая, например , то . Пусть моль/л и к моменту равновесия в 1 л раствора распалось x молей кислоты. Составим таблицу:

Исходное количество	0,01 моль	0	0
Распалось	X	—	—
Осталось на момент равновесия		x	x

, . Предположим, что . Тогда , откуда . .

Если среда кислая, то , если щелочная, то .

Расчёт pH растворов щелочей

Сначала надо понять, сильное это основание или нет. Если сильное, например , то , . Если же основание слабое, например , то и вычисляем pOH тем же способом, что и pH для кислот, после чего .

Обменные реакции в растворах

Обменные реакции – это реакции, в ходе которых сложные вещества обмениваются друг с другом частями своих молекул. Обменные реакции в растворах идут, если реализуется хотя бы один из следующих вариантов:

1. Образуется осадок.

2. Образуется газ.

3. Образуется слабый электролит.

Пример: . Запишем полное ионное уравнение: . Таким образом, идёт только следующая реакция (краткое ионное уравнение): .

1. Образование осадка

Растворимость (S) – это максимальная масса вещества, которая может быть растворена в определённой массе растворителя при данной температуре.

Насыщенный раствор – это раствор, находящийся в динамическом равновесии с осадком растворённого вещества.

Для плохорастворимых веществ существует особая форма выражения растворимости: ПР – произведение растворимости.

ПР – константа равновесия, устанавливающегося между насыщенным раствором и осадком растворённого вещества.

Для . , . Рассчитаем концентрацию в 1 л его насыщенного раствора при комнатной температуре. Пусть к моменту наступления равновесия в 1 л растворится x молей . Тогда , , моль/л.

Введение или приведёт к смещению равновесия в сторону , т.е. к уменьшению растворимости .