Cheminė pusiausvyra

Šioje temoje nagrinėjama katalizė, inhibitoriai ir cheminė pusiausvyra. Aiškinamasi, kaip nustatyti cheminės pusiausvyros konstantą (K) ir apskaičiuoti pusiausvirąsias reaguojančių medžiagų koncentracijas.

Cheminė pusiausvyra
Cheminė pusiausvyra yra grįžtamųjų cheminių reakcijų būsena, kai tiesioginės reakcijos (iš pradinių medžiagų į produktus) greitis (\(v_1\)) susilygina su atvirkštinės reakcijos (iš produktų į pradines medžiagas) greičiu (\(v_2\)). Šioje būsenoje \(v_1 = v_2\) ir abu greičiai yra didesni už nulį. Dėl to sistemoje makroskopiškai nekinta reaguojančių medžiagų ir reakcijos produktų koncentracijos, kurios vadinamos pusiausvirosiomis koncentracijomis. Cheminė pusiausvyra yra dinaminė, nes tiesioginė ir atvirkštinė reakcijos nenustoja vykti.
Cheminė pusiausvyra
Cheminės reakcijos skirstomos į grįžtamąsias ir negrįžtamąsias. Grįžtamojoje reakcijoje \((mA + nB \rightleftharpoons sC + pD)\) pradinių medžiagų (\(A\) ir \(B\)) koncentracijos mažėja, todėl mažėja tiesioginės reakcijos greitis, o produktų (\(C\) ir \(D\)) koncentracijos didėja, didindamos atvirkštinės reakcijos greitį. Cheminė pusiausvyra – tai būsena, kai tiesioginės ir atvirkštinės reakcijų greičiai susilygina \((v_1 = v_2)\). Medžiagų koncentracijos, esant pusiausvyrai, vadinamos pusiausvirosiomis koncentracijomis. Cheminės pusiausvyros konstanta (\(K\)) apibrėžiama kaip reakcijos produktų ir pradinių medžiagų pusiausvirųjų koncentracijų santykis: \(K = ([C]^s * [D]^p) / ([A]^m * [B]^n) = k_1 / k_2\). Jei reaguojančios medžiagos yra dujos, pusiausvyros konstanta gali būti išreikšta daliniais (parcialiniais) slėgiais: \(K = (P(C)^s * P(D)^p) / (P(A)^m * P(B)^n)\).
Katalizės inhibitoriai
Katalizės inhibitoriai – tai medžiagos, mažinančios katalizatorių aktyvumą, kitaip dar vadinamos katalizatorių nuodais. Pavyzdžiui, platinos katalizatorių nuodija \(HCN\), \(H_2S\), arseno, seleno ir telūro junginiai. Inhibitoriai yra medžiagos, kurių nedidelis kiekis ženkliai sulėtina chemines reakcijas. Pavyzdžiui, deguonis sulėtina \(HCl\) susidarymą chloro ir vandenilio dujų mišinyje. Inhibitoriai plačiai naudojami pramonėje, pavyzdžiui, sulėtinti skystojo kuro, maistinių riebalų ir tepalų oksidaciją. Sieros dioksidas (\(E \ 220\)) ir jo junginiai (\(E \ 221—E \ 228\)) naudojami kaip konservantai maisto pramonėje.
Katalizės inhibitoriai
Katalizės inhibitoriai yra medžiagos, kurios mažina cheminių reakcijų greitį. Išskiriami katalizatorių nuodai – medžiagos, specifiškai mažinančios tam tikrų katalizatorių aktyvumą (pvz., \(HCN\), \(H_2S\) veikia platinos katalizatorius). Bendresne prasme, inhibitoriai yra bet kokios medžiagos, kurių nedidelis kiekis sulėtina cheminės reakcijos greitį. Jie veikia skirtingai nei katalizatorių nuodai, nes nebūtinai deaktyvuoja katalizatorių, o gali veikti pačią reakciją.
Pusiausvyros konstanta
Cheminės pusiausvyros konstanta (K) yra dydis, kiekybiškai apibūdinantis cheminę pusiausvyrą esant pastoviai temperatūrai. Homogeninei reakcijai \(mA + nB \rightleftharpoons sC + pD\), kur A, B yra pradinės medžiagos, o C, D – produktai, pusiausvyros konstanta išreiškiama pusiausvirųjų koncentracijų santykiu: \(K = \frac{[C]^s [D]^p}{[A]^m [B]^n}\). Čia [X] žymi medžiagos X pusiausvirąją molinę koncentraciją, o m, n, s, p yra stechiometriniai koeficientai. K taip pat lygi tiesioginės (\(k_1\)) ir atvirkštinės (\(k_2\)) reakcijų greičio konstantų santykiui: \(K = \frac{k_1}{k_2}\). Jei reakcijoje dalyvauja dujos, pusiausvyros konstanta gali būti išreikšta per dalinius slėgius (\(P\)): \(K_p = \frac{P(C)^s P(D)^p}{P(A)^m P(B)^n}\).

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com