Giáo trình hóa đại cương B part 5

Tất cả các phản ứng thuận nghịch đều diễn ra không đến cùng mà chỉ diễn ra cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng. Ở thời điểm ban đầu, tốc độ phản ứng thuận (vt) có giá trị cực đại sau đó giảm xuống do nồng độ các chất đầu giảm vì chúng tạo thành các sản phẩm phản ứng. Ngược lại, đầu tiên tốc độ phản ứng nghịch (vn) có giá trị cực tiểu, tốc độ này tăng lên khi tăng nồng độ các sản phẩm phản ứng....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình hóa đại cương B part 5 Hoaù ñaïi cöông B - 36 - 2. Traïng thaùi caân baèng hoùa hoïc : Taát caû caùc phaûn öùng thuaän nghòch ñeàu dieãn ra khoâng ñeán cuøng maø chæ dieãnra cho ñeán khi ñaït ñöôïc traïng thaùi caân baèng. ÔÛ thôøi ñieåm ban ñaàu, toác ñoä phaûn öùng thuaän (vt) coù giaù trò cöïc ñaïi sau ñoùgiaûm xuoáng do noàng ñoä caùc chaát ñaàu giaûm vì chuùng taïo thaønh caùc saûn phaåm phaûnöùng. Ngöôïc laïi, ñaàu tieân toác ñoä phaûn öùng nghòch (vn) coù giaù trò cöïc tieåu, toác ñoä naøytaêng leân khi taêng noàng ñoä caùc saûn phaåm phaûn öùng. Nhö vaäy vt giaûm vaø vn taêng ñeán khi naøo ñaït ñöôïc vt =vn, luùc ñoù tyû leä khoáilöôïng giöõa caùc chaát phaûn öùng vôùi saûn phaåm phaûn öùng khoâng thaûy ñoåi nöõa ôû nhöõngñieàu kieän beânngoaøi (T0, P…) nhaát ñònh. Traïng thaùi naøy goïi laø traïng thaùi caân baènghoùa hoïc. Caân baèng hoùa hoïc laø caân baèng ñoäng vì khi ñaït ñöôïc traïng thaùi caân baèng thìphaûn öùng hoùa hoïc khoâng döøng laïi maø caùc quaù trình thuaän vaø nghòch vaãn dieãn ra. - Veà phöông dieän nhieät ñoäng thì traïng thaùi caân baèng hoùa hoïc öùng vôùi ∆G=0. - Ñaëc tröng cuûa traïng thaùi caân baèng hoùa hoïc. + Khoâng thay ñoåi theo thôøi gian neáu khoâng coù ñieàu kieän beân ngoaøi naøo thayñoåi. + Khi thay ñoåi caùc ñieàu kieän beân ngoaøi thì traïng thaùi naøy thay ñoåi nhöng khicaùc ñieàu kieän beân ngoaøi ñöôïc taùi laäp thì traïng thaùi ban ñaàu cuõng ñöôïc thieát laäp laïi. + Duø ñi töø phía naøo laïi ñeå ñaït traïng thaùi caân baèng thì traïng thaùi naøy cuõng chælaø 1 maø thoâi. ←I2 Ví duï : H2 + 2HI → Neáu laáy 1mol H2 vaø 1 mol I2 cho vaøo bình phaûn öùng vaø ñoát noùng ôû 3560C thìphaûn öùng xaûy ra cho ñeán khi taïo ñöôïc 80%HI (1,6 mol) vaø coøn laïi 20% H2 vaø I2 (0,2mol). Neáu laáy 2 mol HI cho vaøo bình phaûn öùng vaø ñoát noùng ôû 3560C thì phaûn öùngphaân ly HI xaûy ra cho ñeán khi coøn 1,6 mol HI vaø taïo thaønh 0,2 mol H2; 0,2 mol I2maø thoâi. 3. Haèng soá caân baèng : Traïng thaùi caân baèng cuûa quaù trình thuaän nghòch ñöôïc ñaëc tröng baèng haèng soácaân baèng. Phaûn öùng toång quaùt : aA + bB ← cC + dD : phaûn öùng ñoàng theå →xaûy ra trong dung dòch. Theo ñònh luaät taùc duïng khoái löôïng ta coù : ktCaACbB vt = ThS. Hoà Thò Bích Ngoïc Khoa Hoaù hoïc Hoaù ñaïi cöông B - 37 - knCcCCdD vn = kt, kn : Haèng soá toác ñoä phaûn öùng thuaän nghòch; chæ phuï thuoäc baûn chaát chaátphaûn öùng vaø T0. Khi caân baèng ñöôïc thieát laäp thì : vt = vn a b knCcCCdD ktC AC = B CcCCdD kt K= = = const CaACbB kn : Haèng soá caân baèng chæ phuï thuoäc baûn chaát heä phaûn öùng vaø T0. Kc Neáu phaûn öùng xaûy ra trong heä ñoàng theå khí thì haèng soá caân baèng ñöôïc kyùheäu laø kb. PcCPdD Kp = PaAPbB C : Noàng ñoä caùc chaát luùc caân baèng. P : AÙp suaát rieâng phaàn cuûa caùc chaát luùc caân baèng. Neáu trong phaûn öùng coù caû chaát khí vaø chaát raén thì ta chæ chuù yù ñeán aùp suaátrieâng phaàn cuûa chaát khí (vì aùp suaát rieâng phaân cuûa chaát raén ôû t0 nhaát ñònh laø ñaïilöôïng khoâng ñoåi, khoâng phuï thuoäc vaøo löôïng chaát, ñaõ ñöôïc theå hieän trong k Ví duï : CaCO3(r) ← CaO(r) + CO2(k) → Kp = PCO2 - Moái lieân heä giöõa kp vaø kc Theo phöông trình Clayperon – Mendeleev ñoái vôùi khí lyù töôûng PV = nRT N P= RT = CRT V Thay C=P/RT vaøo bieåu thöùc kc, ta coù d c Pc PD ( )( ) PCcPDd RT RT Kc = = RT[(a+b)-(c+d)] → 1 PAaPBb b PA PB a ( )( ) RT RT Kp(RT)-∆n Kc = ...