농도가 화학 평형에 미치는 영향. 가역반응의 평형을 이동시키는 조건. 화학 평형에 대한 촉매의 효과

= 0.3 mol/l, = 0.6 mol/l, = 0.6 mol/l. 평형 상수와 HBr의 초기 농도를 결정하십시오.

12.3.H 2(g) 반응의 경우+에스 (d) H2S (d) 특정 온도에서 평형 상수는 2입니다. H 2 의 평형 농도를 결정하십시오. S, H의 초기 농도인 경우 2, S 및 H 2 S는 각각 2, 3, 0 mol/l와 같습니다.

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O, 물질을 필요한 비율로 섭취하면 용액은 중성 반응을 일으키고 미량의 염산과 수산화 나트륨도 남지 않습니다. 생성된 물질인 염화나트륨과 물 사이의 용액에서 반응을 수행하려고 하면 변화가 감지되지 않습니다. 이러한 경우 산과 알칼리의 반응은 되돌릴 수 없다고 말합니다. 반발이 없습니다. 많은 반응은 실온에서 실질적으로 비가역적입니다. 예를 들어,

H 2 + Cl 2 = 2HCl, 2H 2 + O 2 = 2H 2 O 등

많은 반응은 정상적인 조건에서도 가역적입니다. 즉, 역반응이 눈에 띄는 정도로 발생한다는 의미입니다. 예를 들어, 매우 약한 차아염소산 수용액을 알칼리로 중화하려고 하면 중화 반응이 완료되지 않고 용액이 강알칼리성 환경을 띠고 있음이 밝혀진다. 이는 HClO + NaOH 반응이 일어난다는 것을 의미합니다.

화학의 다른 많은 개념과 마찬가지로 가역성 개념도 대체로 임의적입니다. 일반적으로 반응 완료 후 출발 물질의 농도가 너무 낮아 검출할 수 없는 경우 반응은 되돌릴 수 없는 것으로 간주됩니다(물론 이는 분석 방법의 민감도에 따라 달라집니다). 외부 조건(주로 온도 및 압력)이 변하면 비가역 반응이 가역 반응이 될 수 있고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 따라서 대기압 및 1000 ° C 미만의 온도에서 2H 2 + O 2 = 2H 2 O 반응은 여전히 ​​되돌릴 수없는 것으로 간주 될 수 있지만 2500 ° C 이상의 온도에서는 물이 약 4 % 수소와 산소로 해리됩니다. 3000 ° C의 온도에서 이미 20 % 증가했습니다.

19세기 말. 독일의 물리화학자 Max Bodenstein(1871-1942)은 요오드화수소의 형성 및 열해리 과정을 자세히 연구했습니다. H 2 + I 2

평형이 달성된 후 정반응과 역반응의 발생을 증명하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 예를 들어, 소량의 수소 동위원소 중수소 D 2가 평형 위치에 있는 수소, 질소 및 암모니아의 혼합물에 도입되면 민감한 분석을 통해 암모니아 분자에 중수소 원자가 존재하는지 즉시 감지할 수 있습니다. 반대로, 약간의 중수소화 암모니아 NH 2 D를 시스템에 도입하면 중수소가 HD 및 D 2 분자 형태로 출발 물질에 즉시 나타납니다. 모스크바 주립대학교 화학부에서 또 다른 놀라운 실험이 수행되었습니다. 은판을 질산은 용액에 넣었는데 아무런 변화도 관찰되지 않았습니다. 그런 다음 소량의 방사성 은 이온이 용액에 도입된 후 은판이 방사성으로 변했습니다. 접시를 물로 헹구거나 염산으로 씻어도 이 방사능을 "씻어낼" 수 없습니다. 질산으로만 에칭하거나 미세하게 기계적인 표면처리를 한 경우 사포비활성화시켰습니다. 이 실험은 한 가지 방법으로만 설명할 수 있습니다. 즉, 금속과 용액 사이에 은 원자가 지속적으로 교환됩니다. 시스템에는 가역적 반응 Ag(s) e = Ag + 가 있습니다. 따라서 방사성 Ag + 이온을 용액에 첨가하면 전기적으로 중성이지만 여전히 방사성 원자 형태로 플레이트에 "통합"됩니다.

따라서 기체나 용액 사이의 화학 반응뿐만 아니라 금속과 침전물이 용해되는 과정도 평형 상태에 있습니다. 예를 들어, 시스템이 평형 상태에서 멀리 떨어져 있을 때 고체를 순수한 용매(이 경우 포화 용액)에 넣으면 고체가 가장 빨리 용해됩니다. 점차적으로 용해 속도가 감소하고 동시에 역과정의 속도, 즉 물질이 용액에서 결정질 침전물로 전이되는 속도가 증가합니다. 용액이 포화되면 시스템은 용해 속도와 결정화 속도가 동일하고 침전물의 질량이 시간이 지나도 변하지 않는 평형 상태에 도달합니다.

따라서 평형 상태에서 반응물 농도의 곱에 대한 반응 생성물 농도의 비율은 온도가 일정하면 일정합니다 (속도 상수 케이 1과 케이 2 따라서 평형 상수 에게온도에 따라 달라지지만 시약의 농도에는 좌우되지 않습니다.) 여러 분자의 출발 물질이 반응에 참여하고 여러 분자의 생성물(또는 생성물)이 형성되면 평형 상수 표현에서 물질의 농도는 화학량론적 계수에 해당하는 거듭제곱으로 올라갑니다. 따라서 반응 3H 2 + N 2

기체 화합물의 경우 평형 상수를 쓸 때 농도 대신 압력을 사용할 수 있습니다. 물론 방정식의 오른쪽과 왼쪽에 있는 기체 분자의 수가 동일하지 않으면 상수의 수치가 바뀔 수 있습니다.

시스템이 평형에 접근하는 방법을 보여주는 그래프(이러한 그래프를 동역학 곡선이라고 함)가 그림에 표시되어 있습니다.

1. 반응을 되돌릴 수 없게 놔두세요. 그 다음에 케이 2 = 0. 예는 300°C에서 수소와 브롬의 반응입니다. 동역학 곡선은 시간에 따른 물질 A, B, C, D(이 경우 H 2, Br 2 및 HBr)의 농도 변화를 보여줍니다. . 단순화를 위해 시약 H 2 및 Br 2 의 초기 농도는 동일한 것으로 가정됩니다. 비가역적 반응의 결과로 출발 물질의 농도는 0으로 감소하는 반면, 생성물의 농도의 합은 반응물의 농도의 합에 도달하는 것을 볼 수 있습니다. 또한 반응 속도(운동 곡선의 가파른 정도)는 반응 초기에 최대이고, 반응이 완료된 후에는 운동 곡선이 수평 구간(반응 속도가 0)에 도달함을 알 수 있습니다. 비가역적 반응의 경우 평형 상수가 정의되지 않았기 때문에 도입되지 않습니다(K

2. 하자 케이 2 = 0이고, 케이 2k 1 및 에게> 1(300°C에서 수소와 요오드의 반응). 처음에는 역반응 속도가 낮기 때문에(생성물의 농도가 낮음) 동역학 곡선이 이전 경우와 거의 다르지 않습니다. HI가 축적되면 역반응 속도가 증가하고 정반응 속도가 감소합니다. 어느 시점에서 그들은 동일해지며, 그 후에는 모든 물질의 농도가 더 이상 시간에 따라 변하지 않으며, 반응이 완료되지 않았더라도 반응 속도는 0이 됩니다. 이 경우 ( 케이> 1) 평형에 도달하기 전에(어두운 부분) 직접 반응이 상당한 깊이까지 진행되는 데 시간이 걸리므로 평형 혼합물에는 출발 물질 A와 B보다 더 많은 생성물(C와 D)이 있습니다. 오른쪽.

3. 50°C에서 아세트산(A)과 에탄올(B)의 에스테르화 반응의 경우 정반응의 속도 상수는 역반응의 속도 상수보다 작습니다. 케이 1k 2 따라서 케이 4. 순방향 반응과 역방향 반응의 속도 상수가 동일한 비교적 드문 경우( 케이 1 = 케이 2 , 케이= 1), 평형 혼합물에서 [A] 0 = [B] 0에서 A + B = C + D 반응의 경우 출발 물질과 생성물의 농도는 동일하고 동역학 곡선이 합쳐집니다. 때로는 온도를 적절하게 선택하여 이러한 조건을 만들 수도 있습니다. 예를 들어 가역 반응의 경우 CO + H 2 O = H 2 + CO 2 에게= 약 900°C의 온도에서 1입니다. 더 높은 온도에서 이 반응의 평형 상수는 1보다 작습니다(예: 1000°C에서). 에게= 0.61) 평형은 CO와 H 2 O쪽으로 이동합니다. 더 낮은 온도에서 케이> 1(예: 700°C에서) 에게= 1.64) 평형은 CO 2 및 H 2 쪽으로 이동합니다.

의미 케이이러한 조건 하에서 반응의 비가역성의 특징으로 작용할 수 있습니다. 그래서 만약 케이매우 높다는 것은 반응 생성물의 농도가 평형 상태의 출발 물질의 농도보다 훨씬 높다는 것을 의미합니다. 반응이 거의 완료되었습니다. 예를 들어, NiO + H 2 반응의 경우

가치 에게일부 반응에 대해서는 표에 나와 있습니다.

반응의 열 효과가 알려진 경우 다양한 온도에서 많은 반응에 대해 평형 상수를 측정하거나 계산할 수 있습니다. 온도에 따른 평형 상수의 정량적 변화는 반응의 열 효과(엔탈피)의 부호와 절대값에 의해 결정됩니다.

산화철(II) FeO + H 2 의 수소 환원 반응

화학 평형 조건 . 특정 온도에서의 모든 화학 공정의 경우 엔탈피와 엔트로피 계수는 동일합니다. 두 가지 반대 추세가 서로 균형을 이룹니다. 즉, DH = TDS입니다. 이 경우 다음 방정식이 성립합니다.

DrG° = DrH° - TDrS° = 0,

이는 화학 평형을 위한 열역학적 조건입니다.

화학 평형은 본질적으로 역동적입니다. 순방향의 반응 속도와 역방향의 반응 속도가 같을 때 화학 평형 상태가 발생합니다. 화학 평형 조건에서 출발 물질과 반응 생성물의 농도는 시간이 지나도 변하지 않으며 이를 물질의 평형 농도라고 합니다. 다음에서 평형 농도는 대괄호 안에 물질 기호로 표시됩니다. 예를 들어, 수소와 암모니아의 평형 농도는 [H2] 및 로 표시됩니다.

화학 평형 상수 . 화학 반응이 평형 상태에 있을 때:

깁스 에너지는 다음과 같습니다.

(3.12)

여기서 [L], [M], [D], [B]는 해당 물질의 평형 농도입니다.

l, m, d, b - 화학량론적 계수와 동일한 지수.

이 관계를 화학 평형 상수(Ce)라고 합니다.

(3.13)

이 방정식은 대량 행동 법칙의 수학적 표현의 변형입니다. 가역적 화학 반응의 경우 질량 작용 법칙은 다음과 같이 공식화될 수 있습니다. 화학량론적 계수와 동일한 거듭제곱의 반응 생성물의 평형 농도 곱과 화학량론적 계수와 동일한 거듭제곱의 출발 물질의 평형 농도 곱의 비율, T = const는 상수 값입니다.

예를 들어, 암모니아 합성 반응의 경우:

N2 + ZH2 = 2NH3; .

평형 상수가 클수록 반응이 "깊이" 진행됩니다. 즉, 반응 생성물의 수율이 높아집니다.

이종 화학 반응의 경우 평형 상수의 표현과 질량 작용 법칙의 방정식에는 기상 또는 용액에 있는 물질의 농도만 포함됩니다. 고체상의 물질 농도는 일반적으로 일정합니다.

촉매는 정반응과 역반응의 활성화 에너지를 동일하게 감소시켜 속도를 동일하게 변화시키기 때문에 평형상수 값에 영향을 미치지 않으며, 화학평형 달성을 촉진할 뿐 반응의 정량적 수율에는 영향을 미치지 않습니다. 제품.

실시예 11. 암모니아 합성반응의 경우

N2(r) + 3H2(r) <2NH3(r)

N2, H2 및 NH3의 평형 농도는 각각 3 mol/dm3, 2 mol/dm3 및 0.3 mol/dm3입니다. N2와 H2의 초기 농도와 반응의 평형 상수를 구하십시오.

해결책. 시스템의 부피를 1dm"으로 하고 반응이 진행되는 동안 q가 변한다고 가정합니다. 평형 농도를 , , 로 표시하고, 초기 농도를 c(H2), c(N2)로 표시하고, 농도와 양을 반응된 물질을 c(H2)pror c(N2)pror n(N2)pror 및 n(H2)pror로 표시합니다.

c(H2) = [H2] + c(H2)부족;

c(N2) = + c(N1)w.

반응한 질소 n(N2)pror과 수소 n(H2)pror의 양을 구합니다. 생성된 암모니아의 양에 따라. 우리는 반응 방정식에 따라 비율을 구성합니다.

1몰의 N2가 2몰의 NH3를 형성하는데 소비됩니다.

x 몰의 N2가 소비되어 0.3mol NH3를 형성합니다.

따라서 x = 0.15 mol - 반응된 질소의 양 n(N2)pror = 0.15 mol.

반응된 N2의 농도를 찾으십시오.

c(N2) = = 0.15 mol/dm3 I

마찬가지로, 반응된 수소의 양을 결정합니다. H2 3몰이 소비되어 NH3 2몰이 형성되고, H2 y몰이 소비되어 NH3 0.3몰이 생성됩니다.

따라서 y = 0.45 mol, l(H2)pror = 0.45 mol. 반응된 H2의 농도를 찾으십시오.

c(H2) = = 0.45mol/dm3.

따라서 질소와 수소의 초기 농도는 동일합니다.

c(H2) = [H2] + c(H2)pror = 3 + 0.15 = 3.15 mol/lm3;

c(N2) = + c(N2)pror = 2 + 0.45 = 2.45 mol/dm3.

식 (3.13)을 사용하여 평형 상수를 찾습니다.

답: c(H2) = 3.15 mol; c(N2) = 2.45몰; Kr = 3.75×10 -3. 방정식 (3.12)에 평형 상수를 대입하면 다음을 얻습니다.

298K의 온도에서

DrG0298 = -5.71×lgKp298 = -2.48×lnKp 298.

식 (3.14)은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

(3.15)

화학 반응의 DrG0 값을 계산하면 화학 평형 상수를 결정할 수 있습니다. DrG0에 주목해야 합니다.< 0 только в случае, когда lgKp >0, 즉 Kp > 1; logKp일 때 DrG0 > 0< 0, т. е. Кp < 1. При DrG0 < 0 равновесие смещено в направлении прямой реакции и выход продуктов реакции сравнительно велик, при DrG0 >0 평형은 역반응 쪽으로 이동합니다.

Kp = 1이 깁스 에너지의 최소값에 해당하는 경우(예: DrG0 = 0), DrG0 = DrH0 - TDrS0 표현식에서 Kp = 1이 되는 온도를 결정할 수 있습니다(식 (2.18)).

원칙르 샤틀리에 . 외부 영향이 시스템에 가해지면 화학 평형이 이동합니다. 즉, 출발 물질과 반응 생성물의 평형 농도가 변경됩니다.

외부 영향에 따른 평형 이동의 성격은 르 샤틀리에의 원리를 사용하여 예측할 수 있습니다. : 평형 상태에 있는 시스템에 외부 영향이 가해지면 시스템에서 발생하는 프로세스의 결과로 평형은 외부 영향을 약화시키는 방향으로 이동합니다.

화학 평형은 온도, 압력 또는 농도의 변화에 ​​따라 바뀔 수 있습니다.

1) 온도가 상승하면 평형은 흡열 과정쪽으로 이동하고 온도가 감소하면 발열 과정쪽으로 이동합니다.

2) 압력이 증가하면(시스템의 부피가 감소함) 평형은 더 적은 수의 기체 물질 분자가 포함된 쪽으로 이동하고, 압력이 감소하면(시스템의 부피가 증가함) 더 많은 수의 분자 쪽으로 평형이 이동합니다. 방정식의 양쪽에 있는 기체 분자의 수가 동일하면 변화 압력은 평형 이동에 영향을 미치지 않습니다.

3) 시약의 농도가 증가함에 따라 평형은 정반응 방향으로 이동하고 생성물 농도가 증가하면 역반응 방향으로 이동합니다.

역반응의 속도와 정반응의 속도가 같아지는 상태를 상태라고 한다. 화학 평형.

이 상태는 정량적으로 특성화됩니다. 평형 상수. 가역적 반응의 경우 다음과 같이 작성할 수 있습니다.

대중 행동의 법칙에 따라 직접 반응 속도는 다음과 같습니다. V 1 그리고 반전 V 2 다음과 같이 보일 것입니다 :

v 1 = k 1 [A] m [B] n,

v 2 = k 2 [C] p [D] q .

달성하는 순간 화학 평형순방향 반응과 역방향 반응의 속도는 동일해집니다.

k 1 [A] m [B] n = k 2 [C] p [D] q ,

K = k 1 /k 2 =([C] p [D] q)/([A] m [B] n),

어디 에게- 순방향 반응과 역방향 반응의 비율을 나타내는 평형 상수.

평형에서 멈추는 농도를 평형농도라고 합니다. 학위의 가치를 기억해야합니다 중, N, 피, 큐평형 반응의 화학양론적 계수와 같습니다. 평형 상수의 수치는 반응 수율을 결정합니다. ~에 케이>>1제품의 수율이 높고, 에게<<1 - 매우 작은.

반응 출력- 이 반응이 완료될 경우 얻을 수 있는 양에 대한 실제로 얻은 생성물의 양의 비율(백분율로 표시)

화학 평형은 무한정 유지될 수 없습니다. 실제로 온도, 압력 또는 반응물의 농도 변화는 평형을 한 방향 또는 다른 방향으로 이동할 수 있습니다.

외부 영향의 결과로 시스템에서 발생하는 변화는 평형 이동 원리에 의해 결정됩니다. 르 샤틀리에의 원리:

평형 상태에 있는 시스템에 대한 외부 영향은 효과의 효과가 약화되는 방향으로 이 평형을 이동시킵니다.

저것들. 순방향 반응과 역방향 반응 속도의 비율이 변경됩니다.

이 원리는 화학적 과정뿐만 아니라 용융, 끓임 등과 같은 물리적 과정에도 적용됩니다.

농도의 변화.

반응물 중 하나의 농도가 증가함에 따라 평형은 이 물질의 소비쪽으로 이동합니다.

철이나 황의 농도가 증가함에 따라 평형은 이 물질의 소비 쪽으로 이동합니다. 오른쪽으로.

화학 평형에 대한 압력의 영향.

기체상에서만 고려됩니다!

압력이 증가함에 따라 평형은 기체 물질의 양이 감소하는 방향으로 이동합니다.. 기체 물질의 양을 변화시키지 않고 반응이 진행되면 압력은 어떤 식으로든 평형에 영향을 미치지 않습니다.

N 2 (g) + 3시간 2 (G)2 NH 3 (G),

왼쪽에 4몰, 오른쪽에 2몰의 기체 반응물이 있으므로 압력이 증가하면 평형이 오른쪽으로 이동합니다.

N 2 (g)+영형 2 (g) = 2아니요(G),

왼쪽과 오른쪽에 2몰의 기체 물질이 있으므로 압력은 평형에 영향을 미치지 않습니다.

화학 평형에 대한 온도의 영향.

온도가 변하면 정반응과 역반응이 모두 변하지만 그 정도는 다양합니다.

온도가 증가함에 따라 평형은 흡열 반응 쪽으로 이동합니다.

N 2 (g) + 3시간 2 (G) 2 NH 3 (디) +큐,

이 반응은 열 방출(발열)과 함께 진행되므로 온도가 증가하면 평형이 출발 생성물 쪽으로 이동합니다(역반응).

출발 물질과 반응 생성물을 포함한 시스템의 매개변수를 연구하면 어떤 요인이 화학 평형을 이동시키고 원하는 변화를 가져오는지 알아낼 수 있습니다. 산업 기술은 이전에는 불가능해 보였던 프로세스를 수행하고 경제적 이익을 얻을 수 있게 해주는 가역적 반응을 수행하는 방법에 대한 Le Chatelier, Brown 및 기타 과학자들의 결론을 기반으로 합니다.

다양한 화학 공정

열 효과의 특성에 따라 많은 반응은 발열 반응 또는 흡열 반응으로 분류됩니다. 첫 번째는 탄소 산화, 진한 황산의 수화와 같은 열 형성과 함께 발생합니다. 두 번째 유형의 변화는 열에너지 흡수와 관련이 있습니다. 흡열 반응의 예: 소석회 및 이산화탄소 형성으로 인한 탄산칼슘 분해, 메탄의 열분해 중 수소 및 탄소 형성. 발열 및 흡열 과정의 방정식에서 열 효과를 나타내는 것이 필요합니다. 산화 환원 반응에서는 반응 물질의 원자 사이에 전자의 재분배가 발생합니다. 시약과 제품의 특성에 따라 네 가지 유형의 화학 공정이 구별됩니다.

공정을 특성화하려면 반응 화합물 상호 작용의 완전성이 중요합니다. 이 기능은 반응을 가역성과 비가역성으로 나누는 기초가 됩니다.

반응의 가역성

가역적 과정은 화학 현상의 대부분을 구성합니다. 반응물로부터 최종 생성물의 형성은 직접적인 반응이다. 반대의 경우, 출발 물질은 분해 또는 합성 생성물로부터 얻어집니다. 반응 혼합물에서는 원래 분자가 분해될 때와 동일한 수의 화합물이 얻어지는 화학 평형이 발생합니다. 가역적 과정에서는 반응물과 생성물 사이에 “=” 기호 대신 “←” 또는 “⇌” 기호를 사용합니다. 화살표의 길이가 동일하지 않을 수 있는데 이는 반응 중 하나의 우세 때문입니다. 화학 반응식에서 물질의 총 특성(g - 기체, g - 액체, t - 고체)을 나타낼 수 있습니다. 가역적 과정에 영향을 미치는 과학적 기반 방법은 실질적으로 매우 중요합니다. 따라서 암모니아 생산은 목표 생성물인 3H 2 (g) + N 2 (g) ⇌ 2NH 3 (g)의 형성 쪽으로 평형을 이동시키는 조건을 만든 후에 수익성이 있게 되었습니다. 비가역적 현상은 불용성 또는 약간 용해성 화합물의 출현과 반응 영역을 떠나는 가스의 형성으로 이어집니다. 이러한 과정에는 이온 교환과 물질 분해가 포함됩니다.

화학 평형 및 변위 조건

순방향 및 역방향 프로세스의 특성은 여러 요인의 영향을 받습니다. 그 중 하나는 시간입니다. 반응에 사용되는 물질의 농도는 점차 감소하고 최종 화합물은 증가합니다. 순방향 반응은 점점 더 느려지고 역방향 프로세스는 속도를 얻고 있습니다. 특정 간격으로 두 개의 반대 프로세스가 동시에 발생합니다. 물질간 상호작용은 일어나지만 농도는 변하지 않습니다. 그 이유는 시스템에 동적 화학 평형이 확립되어 있기 때문입니다. 보존 또는 변경은 다음에 따라 달라집니다.

• 온도 조건;
• 화합물의 농도;
• 압력(가스용).

화학 평형 이동

1884년 프랑스 A.L. Le Chatelier의 뛰어난 과학자는 동적 평형 상태에서 시스템을 제거하는 방법에 대한 설명을 제안했습니다. 이 방법은 외부 요인의 영향을 평준화하는 원리에 기초합니다. Le Chatelier는 반응 혼합물에서 외부 힘의 영향을 보상하는 과정이 발생한다는 사실을 발견했습니다. 프랑스 연구원이 공식화한 원리는 평형 상태에서 조건의 변화가 외부 영향을 약화시키는 반응의 발생을 선호한다고 말합니다. 평형 이동은 이 규칙을 따르며 조성, 온도 조건 및 압력이 변할 때 관찰됩니다. 과학자들의 발견에 기초한 기술이 산업계에서 사용되고 있습니다. 현실적으로 불가능하다고 여겨졌던 많은 화학 공정은 평형을 이동시키는 방법을 사용하여 수행됩니다.

집중의 효과

특정 구성 요소가 상호 작용 영역에서 제거되거나 물질의 추가 부분이 도입되면 평형의 변화가 발생합니다. 반응 혼합물에서 생성물을 제거하면 일반적으로 생성 속도가 증가하고, 반대로 물질을 추가하면 우선적으로 분해됩니다. 에스테르화 공정에서는 탈수를 위해 황산을 사용합니다. 반응 영역에 도입되면 메틸 아세테이트의 수율이 증가합니다. CH 3 COOH + CH 3 OH ← CH 3 COOCH 3 + H 2 O. 이산화황과 상호 작용하는 산소를 추가하면 화학 평형이 직접 방향으로 이동합니다. 삼산화황 형성 반응. 산소는 SO 3 분자에 결합하고 농도가 감소하며 이는 가역적 과정에 대한 Le Chatelier의 규칙과 일치합니다.

온도 변화

열의 흡수 또는 방출과 관련된 과정은 흡열 및 발열입니다. 평형을 이동시키기 위해 반응 혼합물에서 가열 또는 열 제거가 사용됩니다. 온도가 상승하면 추가 에너지가 흡수되는 흡열 현상 속도가 증가합니다. 냉각은 열 방출과 함께 발생하는 발열 과정의 이점을 가져옵니다. 이산화탄소가 석탄과 상호 작용할 때 가열하면 일산화탄소 농도가 증가하고 냉각하면 CO 2 (g) + C (t) ← 2CO (g)의 그을음이 우세하게 형성됩니다.

압력의 영향

압력 변화는 기체 화합물이 포함된 혼합물을 반응시키는 데 중요한 요소입니다. 또한 출발 물질과 결과 물질의 부피 차이에도 주의를 기울여야 합니다. 압력이 감소하면 모든 구성 요소의 총 부피가 증가하는 현상이 우선적으로 발생합니다. 압력이 증가하면 전체 시스템의 부피가 감소하는 방향으로 프로세스가 진행됩니다. 이 패턴은 암모니아 형성 반응에서 관찰됩니다: 0.5N 2 (g) + 1.5 N 2 (g) ⇌ NH 3 (g). 압력의 변화는 일정한 부피에서 일어나는 반응의 화학 평형에 영향을 미치지 않습니다.

화학 공정을 위한 최적의 조건

평형 변화를 위한 조건을 만드는 것은 현대 화학 기술의 발전을 크게 결정합니다. 과학 이론의 실제적인 사용은 최적의 생산 결과를 얻는 데 기여합니다. 가장 눈에 띄는 예는 암모니아 생산입니다: 0.5N 2 (g) + 1.5 N 2 (g) ⇌ NH 3 (g). 시스템에서 N 2 및 H 2 분자 함량의 증가는 단순한 물질에서 복잡한 물질을 합성하는 데 유리합니다. 반응에는 열 방출이 수반되므로 온도가 감소하면 NH 3 농도가 증가합니다. 초기 구성품의 부피가 대상 제품보다 큽니다. 압력이 증가하면 NH 3 수율이 증가합니다.

생산 조건에서 모든 매개변수(온도, 농도, 압력)의 최적 비율이 선택됩니다. 또한 시약 간의 접촉 영역이 매우 중요합니다. 고체 이종 시스템에서는 표면적이 증가하면 반응 속도가 증가합니다. 촉매는 정반응과 역반응의 속도를 증가시킵니다. 이러한 특성을 가진 물질을 사용하면 화학 평형이 바뀌지는 않지만 시작이 가속화됩니다.