Смещение химического равновесия.

Сместить химическое равновесие – это значит изменением внешних условий добиться преимущественного протекания прямой или обратной реакций. Общие закономерности этого явления были сформулированы Ле Шателье в 1887 г.:

Если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается воздействие извне, то равновесие смещается в сторону той реакции, протекание которой максимально ослабляет внешнее воздействие.

Чаще всего приходится сталкиваться со смещением равновесия в результате следующих изменений условий:

1) Изменение температуры, в отличие от других внешних воздействий, влияет на значение константы равновесия. Повышение температуры вызывает ускорение той реакции, протекание которой сопровождается поглощением тепла (эндотермическая реакция). Напротив, понижение температуры благоприятствует протеканию экзотермической реакции – реакции, сопровождающейся выделением тепла. При изменении температуры равновесие смещается тем сильнее, чем большим тепловым эффектом сопровождается та или иная химическая реакция.

2)Повышение давления ускоряет ту реакцию, в которой происходит уменьшение количеств газообразных веществ, а понижение давления – реакцию, сопровождающуюся увеличением количеств газообразных веществ. Если количество газов в ходе реакции не изменяется, то изменение давления не оказывает влияния на положение химического равновесия.

3)Добавление в реакционную систему какого-либо компонента смещает равновесие в сторону той реакции, где тот компонент расходуется. Отвод какого-либо вещества из реакционной системы, напротив, ускоряет реакцию, в которой это вещество образуется.

4)Введение инертного газа в систему при постоянном давлении подобно эффекту уменьшения общего давления. Если реакция протекает с уменьшением числа молей, разбавление инертным газом смещает равновесие реакции в сторону исходных реагентов; при увеличении числа молей равновесие смещается вправо.

Катализаторы не способны сместить химическое равновесие, так как они в равной степени ускоряют как прямую, так и обратную реакции. С помощью катализатора можно лишь ускорить момент наступления в системе химического равновесия.

Катализ в химической технологии. Применение катализаторов в химической технологии. Механизм действия катализаторов.

Катализом называется изменение скорости химической реакции под действием особых ускорителей – катализаторов.

Катализаторы – это вещества, которые, многократно вступая в промежуточное взаимодействие с участниками реакции, изменяют ее механизм и увеличивают скорость реакции, при этом они восстанавливают свой химический состав после каждого цикла промежуточных взаимодействий.

Катализаторами могут быть элементарные вещества (металлы, активированный уголь), химические соединения (оксиды, сульфиды, хлориды), сложные комплексы и многоатомные молекулы, их смеси. Специфичность катализатора зависит как от его состава и строения, так и от вида химической реакции.

Гомогенный катализ.

Гомогенный катализ широко используется в химической технологии, особенно в химической технологии органических веществ и производстве полимерных материалов: при жидкофазном хлорировании, этерификации, алкилировании, окислении, полимеризации и в других процессах.

Гомогенные катализаторы очень активны, но они имеют и определенные недостатки:

1) сложность отделения катализатора от реакционной массы, при котором может образовываться большое количество токсичных или загрязненных сточных вод;

2) сложность регенерации, что увеличивает долю катализатора в себестоимости продукции;

3) коррозионность.