Химическое равновесие

Химическое равновесие – это состояние в системе, при котором обе реакции – прямая и обратная – имеют одинаковые скорости. Чем характеризуется это явление и какие факторы влияют на химическое равновесие?

Химическое равновесие. Общая характеристика

Химическое равновесие можно понимать как состояние в химической системе, при котором начальное количество веществ, участвующих в реакции, не меняется с течением времени.

Химическое равновесие можно разделить на три типа:

  • истинное равновесие — это равновесие, характеризующееся постоянством во времени при отсутствии внешних воздействий. При изменении внешних условий меняется и состояние системы, но после восстановления условий состояние также остается прежним. Состояние истинного равновесия можно рассматривать с двух сторон: со стороны продуктов реакции и со стороны исходных веществ.
  • метастабильное (кажущееся) равновесие – это состояние возникает, когда не выполняются некоторые условия истинного равновесия.
  • заторможенное (ложное) равновесие – это состояние системы, которое необратимо изменяется при изменении внешних условий.

Смещение равновесия в химических реакциях

Химическое равновесие зависит от трех параметров: температуры, давления и концентрации вещества. Французский химик Анри Луи Ле Шателье в 1884 году сформулировал принцип динамического равновесия, согласно которому равновесная система под воздействием внешних воздействий стремится вернуться в состояние равновесия. То есть под внешним воздействием равновесие сместится таким образом, что это влияние нейтрализуется.

Химическое равновесие

Рис. 1. Анри Луи Ле Шателье.

Принципы сформулированные Ле Шателье еще называют принципами «смещения равновесия в химических реакциях».

На химическое равновесие влияют следующие факторы:

  • температура. При повышении температуры химическое равновесие смещается в сторону поглощения реакции. При понижении температуры равновесие смещается в сторону инициирования реакции.

Химическое равновесие

Рис. 2. Влияние изменения температуры на химическое равновесие.

Реакция поглощения называется эндотермической реакцией, а реакция выделения – экзотермической.

  • давление. Если давление при химической реакции увеличивается, то химическое равновесие смещается в сторону наименьшего объема вещества. Если давление уменьшается, то равновесие смещается в сторону наибольшего объема вещества. Этот принцип применим только к газам и не применим к твердым телам.
  • концентрация. Если в ходе химической реакции увеличить концентрацию одного из веществ, равновесие сместится в сторону продуктов реакции, а если концентрацию уменьшить, равновесие сместится в сторону исходных веществ.

Химическое равновесие

Рис. 3. Влияние изменения концентрации на химическое равновесие.

Катализатор не относится к факторам, влияющих на смещение химического равновесия.

Что мы узнали?

В химическом равновесии скорости каждой пары реакций равны. Химическое равновесие, изучаемое в 9 классе, можно разделить на три типа: истинное, метастабильное (кажущееся), заторможенное (ложное). Термодинамическая теория химического равновесия была впервые сформулирована учёным Ле Шателье. На равновесие системы влияют всего три фактора: давление, температура и концентрация исходного вещества.