ქიმიური პროცესების აღსაწერად გამოყენებული ერთ-ერთი კლასიფიკაციის მიხედვით, არსებობს ორი სახის საპირისპირო რეაქცია - შექცევადი და
შეუქცევადი. შექცევადი რეაქცია არ მიდის ბოლომდე, ე.ი. მასში შემავალი არცერთი ნივთიერება მთლიანად არ არის მოხმარებული და არ ცვლის კონცენტრაციას. ასეთი პროცესი სრულდება ბალანსის ან ქიმიური წონასწორობის დამყარებით, რომელიც აღინიშნება ⇌-ით. მაგრამ პირდაპირი და საპირისპირო რეაქციები გრძელდება და გრძელდება, გაჩერების გარეშე, ამიტომ წონასწორობას დინამიური ან მობილური ეწოდება. ქიმიური წონასწორობის დაწყება მიუთითებს იმაზე, რომ წინა რეაქცია ხდება იმავე სიჩქარით (V1), როგორც საპირისპირო (V2), V1 \u003d V2. თუ წნევა და ტემპერატურა მუდმივია, მაშინ წონასწორობა ამ სისტემაში შეიძლება გაგრძელდეს განუსაზღვრელი ვადით.
რაოდენობრივად ქიმიური წონასწორობა აღწერილია წონასწორობის მუდმივით, რომელიც უდრის პირდაპირი (K1) და საპირისპირო (K2) რეაქციების მუდმივთა თანაფარდობას. მისი გამოთვლა შესაძლებელია ფორმულით: K=K1/K2. წონასწორობის მუდმივობის ინდიკატორები დამოკიდებული იქნება რეაგენტების შემადგენლობაზე დატემპერატურა.
ქიმიური წონასწორობის ცვლა ხდება ლე შატელიეს პრინციპის მიხედვით, რომელიც ასე ჟღერს: „თუ გარე ფაქტორები მოქმედებს წონასწორობაში მყოფ სისტემაზე, მაშინ წონასწორობა დაირღვევა და გადაინაცვლებს საპირისპირო მიმართულებით. ეს ცვლილება."
მოდით განვიხილოთ ქიმიური წონასწორობა და მისი ცვლის პირობები ამიაკის მოლეკულის წარმოქმნის მაგალითის გამოყენებით: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.
ამ რეაქციის განტოლების გათვალისწინებით, ჩვენ ვადგენთ:
- პირდაპირი რეაქცია ნაერთი რეაქციაა, რადგან 2 მარტივი ნივთიერებისგან წარმოიქმნება 1 კომპლექსი (ამიაკი), ხოლო საპირისპირო - დაშლა;
- პირდაპირი რეაქცია მიმდინარეობს სითბოს წარმოქმნით, შესაბამისად ის ეგზოთერმულია, შესაბამისად, პირიქით არის ენდოთერმული და მიმდინარეობს სითბოს შთანთქმით.
ახლა განიხილეთ ეს განტოლება გარკვეული პარამეტრების შეცვლის პირობით:
- კონცენტრირების შეცვლა. თუ გავზრდით საწყისი ნივთიერებების - აზოტისა და წყალბადის კონცენტრაციას და შევამცირებთ ამიაკის რაოდენობას, მაშინ წონასწორობა მარჯვნივ გადაინაცვლებს და წარმოიქმნება NH3. თუ მისი მარცხნივ გადატანა გჭირდებათ, გაზარდეთ ამიაკის კონცენტრაცია.
- ტემპერატურის მატება წონასწორობას გადაიტანს რეაქციისკენ, რომელშიც სითბო შეიწოვება და როდესაც ის დაიკლებს, ის გამოიყოფა. ამიტომ, თუ ამიაკის სინთეზის დროს ტემპერატურა გაიზარდა, მაშინ წონასწორობა გადაინაცვლებს საწყისი პროდუქტებისკენ, ე.ი. მარცხნივ, ხოლო ტემპერატურის დაკლებით - მარჯვნივ, რეაქციის პროდუქტისკენ.
-
თუ გაზრდითწნევა, მაშინ წონასწორობა გადაინაცვლებს იმ მხარეს, სადაც აირისებრი ნივთიერებების რაოდენობა ნაკლებია, ხოლო წნევის შემცირებით - იმ მხარეს, სადაც იზრდება გაზების რაოდენობა. NH3-ის სინთეზისას 4 მოლი N2 და 3H2-დან მიიღება 2 NH3. ამიტომ, თუ წნევა გაიზარდა, მაშინ წონასწორობა გადავა მარჯვნივ, NH3-ის წარმოქმნამდე. თუ წნევა შემცირდება, მაშინ წონასწორობა გადაინაცვლებს ორიგინალური პროდუქტებისკენ.
ქიმიური წონასწორობა და მისი გადაადგილების პირობები
ჩვენ ვასკვნით, რომ ქიმიური წონასწორობა შეიძლება დაირღვეს გაზრდით ან შემცირებით:
- ტემპერატურა;
- წნევა;
- ნივთიერებების კონცენტრაცია.
როდესაც კატალიზატორი შეჰყავთ ნებისმიერ რეაქციაში, ბალანსი არ იცვლება, ე.ი. ქიმიური წონასწორობა არ ირღვევა.
