De acordo com uma das classificações usadas para descrever os processos químicos, existem dois tipos de reações opostas - reversíveis e
irreversível. Uma reação reversível não se completa, ou seja, nenhuma das substâncias que entram nele é completamente consumida e não altera a concentração. Tal processo termina com o estabelecimento de um equilíbrio ou equilíbrio químico, que é denotado por ⇌. Mas as reações diretas e inversas continuam sem parar, então o equilíbrio é chamado de dinâmico ou móvel. O início do equilíbrio químico indica que a reação direta ocorre na mesma taxa (V1) que a inversa (V2), V1 \u003d V2. Se a pressão e a temperatura forem constantes, então o equilíbrio neste sistema pode durar indefinidamente.
Quantitativamente, o equilíbrio químico é descrito pela constante de equilíbrio, que é igual à razão das constantes das reações direta (K1) e inversa (K2). Pode ser calculado usando a fórmula: K=K1/K2. Os indicadores da constante de equilíbrio dependerão da composição dos reagentes etemperatura.
O deslocamento do equilíbrio químico ocorre de acordo com o princípio de Le Chatelier, que soa assim: "Se fatores externos atuam em um sistema que está em equilíbrio, então o equilíbrio será perturbado e deslocado na direção oposta à esta mudança."
Vamos considerar o equilíbrio químico e as condições para seu deslocamento usando o exemplo da formação de uma molécula de amônia: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q.
Considerando a equação desta reação, estabelecemos:
- reação direta é uma reação composta, porque de 2 substâncias simples, 1 complexo (amônia) é formado e o inverso - decomposição;
- reação direta prossegue com a formação de calor, portanto é exotérmica, portanto, o inverso é endotérmico e prossegue com a absorção de calor.
Agora considere esta equação sob a condição de modificar certos parâmetros:
- Mudança na concentração. Se aumentarmos a concentração das substâncias iniciais - nitrogênio e hidrogênio - e reduzirmos a quantidade de amônia, o equilíbrio se deslocará para a direita para formar NH3. Se precisar movê-lo para a esquerda, aumente a concentração de amônia.
- Um aumento na temperatura moverá o equilíbrio para uma reação na qual o calor é absorvido e, quando abaixado, é liberado. Portanto, se a temperatura for aumentada durante a síntese de amônia, então o equilíbrio se deslocará para os produtos iniciais, ou seja, para a esquerda, e com diminuição da temperatura - para a direita, em direção ao produto da reação.
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Se você aumentarpressão, então o equilíbrio se deslocará para o lado onde a quantidade de substâncias gasosas é menor e com uma diminuição da pressão - para o lado onde a quantidade de gases aumenta. Na síntese de NH3 a partir de 4 mol de N2 e 3H2, obtém-se 2 NH3. Portanto, se a pressão for aumentada, o equilíbrio se moverá para a direita, para a formação de NH3. Se a pressão for reduzida, o equilíbrio se deslocará para os produtos originais.
equilíbrio químico e condições para o seu deslocamento
Concluímos que o equilíbrio químico pode ser perturbado aumentando ou diminuindo:
- temperatura;
- pressão;
- concentração de substâncias.
Quando um catalisador é introduzido em qualquer reação, o equilíbrio não muda, ou seja, equilíbrio químico não é perturbado.
