Як визначити хімічна рівновага


 

Початкові речовини (вихідні), вступаючи у взаємодію, перетворюються в кінцеві (продукти). Це так звана «пряма реакція». Але в ряді випадків одночасно починає йти і зворотна реакція, коли продукти перетворюються на вихідні речовини. І якщо швидкість протікання прямої і зворотної реакції стає однаковою, це означає, що в системі встановилося хімічна рівновага. Як його можна визначити?



Інструкція

  1. Існує так званий «статистичний метод». Наприклад, такий: суміш реагентів помістіть в ємність (реактор), при постійній температурі. Класичним прикладом вважається реакція між йодом і воднем, що протікає за схемою: H2 + I2 = 2HI.
  2. Експериментальним шляхом було встановлено, що реакція практично не йде при 200 градусах Цельсія, при температурі близько 350 градусів, рівновага встановлювалося за кілька діб, а при температурі близько 450 градусів — за лічені години. Тому аналіз реакційної системи проводите при температурному інтервалі 300-400 градусів.
  3. Хід реакції швидко зупиніть шляхом сильного охолодження посудини (за допомогою занурення його в великий обсяг холодної води). Після чого утворився в реакторі йодистий водень розчиніть в тій же самій воді, і методом кількісного аналізу визначте, скільки його утворилося. Такий досвід проводите багато разів при різних температурах, поки в системі не встановите хімічна рівновага (про що буде свідчити постійне значення концентрації йодистого водню). Такий метод застосовується для повільно протікають реакцій.
  4. Є і динамічний метод. Він використовується насамперед при аналізі газових реакцій. У цих випадках перебіг реакцій штучно прискорюють або підвищуючи температуру, або використовуючи підходящий каталізатор.
  5. Фізичні методи полягають, насамперед, у вимірі тиску або густини реакційної суміші. Оскільки, якщо в ході реакції змінюється кількість молей газоподібних реагентів, то, відповідно, зміниться і тиск (за умови, що обсяг реакційної зони залишиться тим самим). І точно так же при зміні кількості молей газоподібних реагентів, змінюється і їх щільність.
  6. Визначити константи рівноваги хімічної реакції ви можете, вимірявши парціальні (тобто індивідуальні) тиску кожного реагенту. Це дуже ефективний метод, але важко застосовний на практиці. У більшості випадків, його використовують при аналізі водородосодержащих газових сумішей. Він заснований на властивості водню «просочуватися» крізь стінки ємностей, виготовлених з металів платинової групи, при підвищених температурах.