Факторы смещения равновесия и константа
Разбор по каждому фактору: куда сместится равновесие и почему катализатор ни при чём.
3. Факторы смещения равновесия
Правило: «Где густо — оттуда течет, где пусто — туда течет».
- Увеличение концентрации реагентов (добавили вещество слева) → равновесие смещается вправо (в сторону продуктов), чтобы потратить добавленное.
- Увеличение концентрации продуктов (добавили вещество справа) → равновесие смещается влево (в сторону реагентов).
- Удаление вещества (вывод из зоны реакции) → равновесие смещается в сторону образования этого вещества.
Важно
Добавление твердых нерастворимых веществ (осадка) не
влияет на смещение равновесия, так как их концентрация (активная
поверхность)
считается постоянной (если поверхность не меняется радикально) или просто не
учитывается в
выражении константы равновесия для газов/растворов.
Например, в реакции $C_{(тв)} + CO_{2(г)} \leftrightarrows 2CO_{(г)}$
добавление
угля ($C$)
не смещает равновесие.
Для определения направления нужно знать тепловой эффект реакции:
- Экзотермическая ($+Q$): выделение тепла (горячо).
- Эндотермическая ($-Q$): поглощение тепла (холодно).
Правило:
- При нагревании ($T\uparrow$) система хочет охладиться → равновесие смещается в сторону эндотермической реакции ($-Q$).
- При охлаждении ($T\downarrow$) система хочет согреться → равновесие смещается в сторону экзотермической реакции ($+Q$).
Давление связано с объемом газов (числом моль газов).
Считаем коэффициенты перед газами слева и справа.
- Повышение давления ($P\uparrow$) (сжатие системы) → равновесие смещается в сторону меньшего объема (меньшего числа моль газов), чтобы ослабить давление.
- Понижение давления ($P\downarrow$) (расширение системы) → равновесие смещается в сторону большего объема (большего числа моль газов).
Важно
Если число моль газов слева и справа одинаково (например, $H_2 + I_2 \leftrightarrows 2HI$, 2 моль газа $\leftrightarrows$ 2 моль газа), то изменение давления не смещает равновесие.
Катализатор ускоряет как прямую, так и обратную реакцию в одинаковой степени.
Он лишь помогает системе быстрее достигнуть состояния равновесия, но не меняет соотношение продуктов и реагентов.
4. Константа равновесия (дополнительно)
Количественной характеристикой равновесия является константа равновесия ($K_c$).
Для реакции $aA + bB \leftrightarrows cC + dD$:
Где $[A], [B], [C], [D]$ — равновесные молярные концентрации веществ.
Константа равновесия зависит только от температуры! Она не зависит от начальных
концентраций.