O kráse země i historie naší

Vítejte na nicotna.osoba.cz Michal Šedivý

Sbírka vlakové pošty

6. Chemické rovnováhy

 

6. Chemické rovnováhy


Pokud v soustavě za daných vnějších podmínek neprobíhá žádný samovolný děj, je soustava v rovnovážném stavu. Chemická rovnováha je takový stav soustavy, v němž se nemění její složení, i když v ní neustále probíhají chemické děje. Účinky těchto dějů se totiž navzájem ruší. Ustavená rovnováha je dynamická rovnováha. Rovnováhu charakterizuje nulová změna Gibbsovy energie (G=0). V některých soustavách se může ustavit ustálený stav. Tedy takový stav, v němž udržení neměnného složení soustavy provází neustálá změna energie (systém neustále přijímá energii z okolí).

Zvratné reakce probíhají současně oběma směry. Výsledná rychlost přeměny je dána rozdílem rychlostí reakcí v obou směrech. Dynamická rovnováha se ustaví tehdy, když se rychlosti reakce zpětné i původní rovnají (jejich rozdíl se rovná nule).


Rovnovážné konstanty Kc, Kp

(dopsat vzorce)








Je-li K104, zůstane v rovnováze látek tak málo, že prakticky proběhla jednosměrná reakce k produktům. Je-li naopak K10-4, jsou v rovnovážné směsi prakticky jen výchozí látky a reakce téměř neprobíhá. Pro hodnotu rovnovážné konstanty v rozmezí 10-4 až 104 se charakterizuje rovnovážné složení stupněm konverze určité látky. Ten udává tu část každého molu výchozí látky, která se přeměnila na produkty reakce.


Složené soustavy

Reakce, které lze složit z řady následných jednoduchých reakcí, se nazývají složené. I když jednoduché reakce probíhají různou rychlostí, z hlediska rovnováhy můžeme každou z nich považovat za zvratnou reakci, která vede k ustavení dílčí rovnováhy. Rovnovážná konstanta složené reakce je dána součinem rovnovážných konstant dílčích jednoduchých reakcí. Koncentrace meziproduktů rovnováhu neovlivní (ve výsledné rovnici se nevyskytují).


Heterogenní chemická rovnováha

V těchto soustavách nejsou všechny složky ve stejné fázi (skupenství). V heterogenních soustavách je rovnovážná konstanta definována pouze parciálními tlaky plynných látek nebo koncentracemi látek přítomných v roztoku. Mezi heterogenní rovnováhy patří rovnováhy srážecí.


Ovlivňování rovnovážného složení soustavy

Princip akce a reakce: Porušení rovnováhy vnějším zásahem vyvolá děj směřující ke zrušení účinku tohoto vnějšího zásahu. Proto lze složení soustavy v souladu s tímto principem ovlivnit změnou koncentrací, teploty, popř. tlaku.

a) ovlivnění změnou koncentrace Odebírání produktu vyvolává změnu, směřující k nahrazení jeho úbytku. Principiálně stejný výsledek lze získat i přidáním druhé výchozí složky.

b) ovlivnění změnou tlaku Změnou tlaku lze ovlivňovat rovnovážné složení u reakcí, při nichž se mění látková množství plynných reakčních složek. Zvýšení tlaku vede k reakci ve směru zmenšení látkového množství složek v soustavě (směrem k výchozí látce). Vyvolá děj vedoucí ke snížení tlaku v reakční směsi.

c) ovlivnění změnou teploty Změnou teploty se mění hodnoty rovnovážných konstant, a to tak, že u endotermických reakcí (H0) se s rostoucí teplotou hodnota rovnovážné konstanty K zvětšuje a u exotermických reakcí (H0) naopak klesá. Zahřátí směsi tedy vyvolá další průběh v tom směru v němž má endotermický charakter (směřuje k pohlcení dodaného tepla). Ochlazení směsi naopak podpoří exotermický charakter (nahrazení odebraného tepla).

d) ovlivnění katalyzátorem Katalyzátor sice urychlí ustavení rovnováhy, neovlivňuje však hodnotu Kc, a tedy ani rovnovážné složení soustavy.


Iontové rovnováhy

Rovnováhy v roztocích elektrolytů jsou rovnováhy v soustavách, v nichž některé částice nesou elektrický náboj. Rovnováhy protolytické, redoxní, srážecí aj.

Elektrolyty jsou látky, které se při tavení nebo rozpouštění rozpadají na ionty. Tento děj se nazývá disociace elektrolytů. Elektrolyty, které jsou v pevné fázi ve formě iontových krystalů, jsou v roztoku disociovány úplně a nazývají se silné elektrolyty. Elektrolyty, jejichž molekuly mají velmi polární kovalentní vazbu, mohou být v roztoku prakticky úplně jako ionty. Zpravidla jsou však přítomny převážně jako elektroneutrální molekuly a jen v malé části jako ionty. Jsou to slabé elektrolyty.

Protolytické rovnováhy se ustavují v soustavách, kde při reakci dochází k odevzdávání a přijímání protonů (H+).

Žádné komentáře
 
Made by: MICHAL ŠEDIVÝ studio Lísek 26 Postupice ANNO 2006