7.2. Ķīmiskais līdzsvars
Aplūkosim ķīmisko reakciju iedalījumu pēc reakcijas gaitas un reakcijas gaitu ietekmējošos faktorus.
|
Piemērs. Vielu degšana.
Iemesls. Neapgriezeniskās ķīmiskās reakcijās izejvielas izreaģē pilnībā (reakcija norisinās līdz galam). Reakcijas produktu pārvēršanās izejvielās ir enerģētiski neizdevīga.
|
Piemērs. Sēra(IV) oksīda un ūdens reakcija.
Iemesls. Vielas neizreaģē pilnībā. Apgriezeniskās reakcijās vienlaicīgi notiek divi pretēji procesi – tiešā reakcija un pretreakcija:
|
| 2. att. Neapgriezeniskas reakcijas gaita. |
3. att. Apgriezeniskas reakcijas gaita. |
Pēc kāda laika, ja reakcijas apstākļi (spiediens, temperatūra) ir nemainīgi, veidojas līdzsvara stāvoklis – laika vienībā no izejvielāmrodas tikpat daudz produktu, cik tosadalās atpakaļ par izejvielām. Šādu sistēmas stāvokli, kurā tiešās ķīmiskās reakcijas ātrums vienāds ar pretreakcijas ātrumu, sauc par ķīmisko līdzsvaru.
Mainot ķīmiskās reakcijas apstākļus (temperatūru, koncentrāciju vai spiedienu gāzveida vielu gadījumā), reakcijas ķīmiskais līdzsvars pārvietojas tiešās (→) vai pretreakcijas (←) virzienā. Ar laiku atkal iestājas līdzsvara stāvoklis, taču izejvielu un produktu koncentrācija ir cita. Līdzsvara maiņu raksturo Lešateljē princips:
izmainot kādu no līdzsvarā esošās reakcijas apstākļiem (temperatūru, spiedienu, koncentrāciju), līdzsvars pārvietojas tās reakcijas virzienā, kas darbojas pretim izdarītajai apstākļu maiņai.
1. tabula
Ķīmiskās reakcijas SO2 + H2O
H2SO3 + Q līdzsvara maiņa atkarībā no reakcijas apstākļiem
| Ķīmiskās reakcijas apstāklis |
Tiešo reakciju sekmē |
Pretreakciju sekmē |
| Izejvielas koncentrācija |
Koncentrācijas palielināšana |
Koncentrācijas samazināšana |
| Spiediens |
Spiediena palielināšana |
Spiediena samazināšana |
| Temperatūra |
Temperatūras pazemināšana |
Temperatūras paaugstināšana |
| Katalizators |
Katalizatori vienādi palielina gan tiešās gan pretreakcijas ātrumu, tāpēc paātrina ķīmiskā līdzsvara iestāšanos. |