Темодинамикалық тепе-теңдік

Жоспар

1. Тепе - теңдік константасы Ле - Шателье принципі а) қысымның әсері б) температура әсері в) концентрация әсері

2. Изотерма, изобара және Вант-Гофф изохораның теңдеулері.

3.Клаузиус-Клапейрон теңдеуі. Ле - Шателье принципі

4.Химиялық потенциал.Парциалды мольдік шамалар.

1. Тепе - теңдік константасы Ле - Шателье принципі а) қысымның әсері б) температура әсері в) концентрация әсері

Қайтымды химиялық реакциялардағы тепе-теңдік массалық әрекет заңымен өрнектеледі. Егер реакцияға қатысатын заттардың концентрациялары немесе олардың парциялды қысымдары аса жоғары болмаса, онда массалық әрекет заңынан берілген тұрақты жағдайдағы реакция өнімдерінің концентрациясы көбейтінділерінің реагенттердің концентрацияларының олардың коэффицентіне дәрежеленген көбейтінділеріне қатынаса тұрақты екені шығады.

Егер жүйе химиялық тепе-теңдік күйде тұрған жағдайда оған сыртқы факторларының (температура, қысым, константасын) өзгертсек, онда тепе-теңдік осы өзгеріске қарсы тұратын реакцияның бағытына қарай ығысады.

а) қысымның әсері

Моль саны өзгермейтін реакциялар

А + В <=> 2АВ

2 <=> 2

мысалы; H₂ + І₂ <=>2HІ

Моль саны өзгермейтін реакциялар үшін қысым тепе-теңдік константаға әсер етпейді.

Моль саны көбейетін реакциялар

АВ <=> А + В

^{1 2}

COCl ₂ <=> CO + Cl ₂

Қорытынды: қысым жоғарлағанда реакция солға ығысады.

Моль саны азаятын реакциялар

А + 2В <=> 2АВ

3 <=> 2

N₂ + 3H₂ <=>2NH₃

4 <=> 2

Қорытынды: қысым жоғарлағанда тепе-теңдік константа оңға ығысады.

б) температураның әсері

2. Изотерма, изобара және Вант-Гофф изохораның теңдеулері.

Тұрақты көлем мен температурада өтетін процестердегі изохора-изотермалық потенциалды анықтау ( үшін келесі теңдеуді анықтайды:

Бұл теңдеуді Вант-Гофф теңдеуі деп атайды.

Химиялық тепе-теңдік сыртқы жағдайға тәуелді өзгеріп тұратын динамикалық құбылыс. Мысалы, температура өзгерсе, химиялық реакциялардың жылдамдығы артып не кеміп, тепе-теңдікке әсер етеді. Берілген тұрақты қысымдағы тепе-теңдік константасының температураға қатысты тәуелділігін реакция изотермасын сипаттайтынреакцияның Вант-Гофф изобарлық теңдеуі болып табылады:

Изобара, изохора теңдеуі

Изотерма теңдеуі.

Тепе - теңдік константасын есептеу теңдеуі

v₁

1. aA + bB <=> cC + dD

v₂

v₁ = k₁ [c_C]^c ƒ[c_D]^d

v₁ = k₂[c_A]^a ƒ[c_B]^b

C_C, C_D, C_A, C_B - әрекесетін заттардың концентрациясы

c,d,a,b - стихиометриялық коэфицент

k_c, k_p - тепе-теңдік константалары

P_C, P_D, P_A, P_B - әрекеттесетін заттардың қысымы

3.Клаузиус-Клапейрон теңдеуі. Ле - Шателье принципі

Тұрақты жағдайда реакция өнімдерінің концентрация көбейтінділерінің, реагенттерінің /батапқы заттарының/ концентрацияларының көбейтіндісіне қатынасы - тұрақты шама тепе-теңдік константасы деп аталады.

k_р = k_с (RT) ^∆√ стихиометриялық коэфиценттердің қосындысы

Температураны өзгерткенде химиялық тепе-теңдік константа жылу сіңіре жүретін реакциялар бағытына қарай (эндотермиялық), ал температураны төмендеткенде тепе-теңдік константа жылу бөле жүретін бағытына ығысады (экзотермиялық)

1) N₂ + 3H₂<=> 2NH₃ ∆H=-92,4кДж/моль(эндотермиялық реакция)

Температура жоғарылағанда тепе-теңдік константа солға қарай ығысады.

2) N₂ + O₂ <=> 2NO₃ ∆H = 180 кДж/моль

Экзотермиялық реакция. Температура жоғарылағанда тепе-теңдік константа тура бағытта ығысады.

в) концентрация әсері

Егер бір заттардың концентрациясы артса, онда тепе-теңдік константа сол заттардың қоюлығының кемитін жаққа ығысады.

Егер заттардың концентрациясы азайса, онда тепе-теңдік константа сол заттардың қоюлығы арттыратын жаққа қарай ығысады.

2N₂ + O₂ <=> 2H₃O

Егер су өоссақ, тепе-теңдік константа солға қарай ығысады. Егер оттегі немесе сутегі қоссақ, тепе-теңдік константа оңға қарай ығысады.

Егер судың концентрациясын кемітсек, онда тепе-теңдік константа оңға қарай ығысады, ал оттегі немесе сутегі концентрациясын кемітсек, онда тепе-теңдік константа солға қарай ығысады.

Изобара теңдеуі. P = const

P -универсал газ тұрақтысы

ΔН- жылу эффектісі

Реакцияның P = const жылу эффектісінің температураға байланысын және тепе-теңдік константасына байланысын көрсетеді.

Изохора теңдеуі. V = const

ΔU- ішкі энергия өзгеруі

осы теңдеуді дифференциалдағанда

k _p 3

2

1 T

1. егер ∆Н<0, онда k _p температура жоғарылағанда, k _p төмендейді

2. ∆Н>0, онда k _p температура жоғарылағанда, k _p жоғарылайды

3. ∆Н=0, онда k _p өзгермейді