Химийн урвалын хурдад концентрацийн нөлөө

Урвалын хурд нь урвалд орох бодисын концентрацаас хамааралтай болохыг томъёолсон болно массын үйл ажиллагааны хууль: “ Тогтмол температурт химийн урвалын хурд нь стехиометрийн коэффициенттэй тэнцүү хүчин чадалтай урвалжуудын концентрацийн бүтээгдэхүүнтэй шууд пропорциональ байна."

Жишээлбэл: mA + nB → pAB урвалын хувьд

Массын үйл ажиллагааны хуулийн математик илэрхийлэл:

υ = k [A] m ∙ [B] n (өөрөөр - урвалын кинетик тэгшитгэл),

Энд [A] ба [B] нь А ба В урвалжийн концентраци; m ба n нь стехиометрийн коэффициент; k нь хурдны тогтмол гэж нэрлэгддэг пропорционалын коэффициент юм.

Хурдны тогтмолын физик утга нь урвалд орох бодисын концентраци 1.0 моль/л ([A] = [B] = 1 моль/л) үед химийн урвалын хурд нь хурдны тогтмол (υ = k) -тэй тэнцүү байна. ). Хурдны тогтмол нь зөвхөн урвалд орж буй бодисын шинж чанар, температураас хамаардаг боловч бодисын концентрацаас хамаардаггүй.

Нэг төрлийн ба гетероген системүүдийн массын үйл ажиллагааны хуулийн математик дүрслэл нь зарим ялгаатай байдаг. Гетероген урвалын хувьд кинетик тэгшитгэлд зөвхөн систем дэх уусмал эсвэл хийн үе шатанд байгаа бодисын концентрацийг оруулна. Гадаргуу дээрх хатуу төлөвт байгаа бодисын концентраци нь урвалын явцад тогтмол хэвээр байгаа тул түүний утгыг урвалын хурдны тогтмолд харгалзан үзнэ.

Жишээлбэл: нэгэн төрлийн урвалын хувьд 2Н 2 (г) + O 2 (г) = 2Н 2 О (г)

хуулийн илэрхийлэл: υ = k ∙ 2 ∙ ;

гетероген урвалын хувьд C (тв) + O 2 (г) = CO 2 (г)

υ = k eff ∙ хуулийн илэрхийлэл,

Үүнд: k eff – k ∙ [C TV ]-тай тэнцүү үр дүнтэй хурдны тогтмол

Даалгавар

Эхлэх бодисын концентрацийг хоёр дахин нэмэгдүүлэхэд 2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g) урвалын хурд хэрхэн өөрчлөгдөх вэ?

Шийдэл

Урвалын хурдын концентрацаас хамаарах хамаарлыг (кинетик тэгшитгэл) бичнэ: υ = k ∙ 2 ∙

Хэрэв эхлэлийн бодисын концентрацийг 2 дахин нэмэгдүүлбэл кинетик тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна: υ" = k ∙ 2 ∙, дараа нь υ"/υ = 8 – энэ урвалын хурд 8 дахин нэмэгдсэн байна.

Даралтаас урвалын хурдын хамаарлыг бодисын концентрацийн оронд урвалд орж буй хийн хэсэгчилсэн даралтыг ашигладаг массын үйл ажиллагааны хуультай төстэй илэрхийлэлээр тодорхойлдог.

Жишээ нь: 2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g) урвалын хувьд урвалын хурд нь даралтаас хамаарах хамаарлыг бичнэ: υ = k ∙ P H 2 2 ∙ P O 2.

Даалгавар

Систем дэх нийт даралт CH 4 (г) + 2O 2 (г) = CO 2 (г) + 2H 2 O (г) байвал системийн нийт даралтыг 5 дахин бууруулвал урвалын хурд хэрхэн өөрчлөгдөх вэ? ?

Шийдэл

Даралтаас урвалын хурдын хамаарлыг дараах байдлаар бичнэ.

υ = k ∙ P CH 4 ∙ P 2 O 2. Систем дэх нийт даралт буурахад хий бүрийн хэсэгчилсэн даралт буурах ба өөрөөр хэлбэл υ" = k ∙ P CH 4 /5 ∙ (P O 2 /5) 2. Дараа нь υ"/υ = 1/ 5∙5 2 =1 /125 - урвалын хурд 125 дахин буурсан

Даралт нь хийтэй холбоотой урвалын хурдад ихээхэн нөлөөлдөг, учир нь энэ нь тэдгээрийн концентрацийг шууд тодорхойлдог.

Менделеев-Клапейроны тэгшитгэлд:

бид үүнийг зөөнө Вбаруун талд, мөн RT- зүүн тийш, үүнийг анхаарч үзээрэй n/V = c:

Хийн даралт ба молийн концентраци нь шууд пропорциональ байна. Тиймээс бид концентрацийн оронд p/RT-ийг массын үйл ажиллагааны хуульд орлуулж болно.

Химийн урвалын хурдад даралтын нөлөө

Гинжин урвалуудтэдгээрийн механизмд нэг төрлийн (гинж) олон дараалсан давтагдах энгийн үйлдлүүд орно.

Урвалыг авч үзье:

Энэ нь бүх гинжин урвалын нийтлэг дараах үе шатуудаас бүрдэнэ.

1) Санаачлага, эсвэл гинжин хэлхээний эхлэл

Хлорын молекулыг атом (радикал) болгон задлах нь хэт ягаан туяаны цацраг эсвэл халаах үед тохиолддог. Эхлэх үе шатны мөн чанар нь идэвхтэй, реактив хэсгүүд үүсэх явдал юм.

2) Гинжин хэлхээний хөгжил

Cl + H2 = HCl + H

H + Cl2 = HCl + Cl

Гинжийг хөгжүүлэх үндсэн үйлдэл бүрийн үр дүнд шинэ хлорын радикал үүсдэг бөгөөд энэ үе шат нь онолын хувьд урвалжууд бүрэн дуусах хүртэл дахин дахин давтагддаг.

• 3) Рекомбинаци, эсвэл нээлттэй хэлхээ
• 2Cl = Cl2
• 2H = H2

H + Cl = HCl

Ойролцоох радикалууд дахин нэгдэж тогтвортой бөөмс (молекул) үүсгэдэг. Тэд илүүдэл энергийг "гурав дахь бөөмс" - жишээлбэл, савны хана эсвэл хольцын молекулуудад өгдөг.

Асуудалтай байгаа гинжин урвал нь салбарлаагүй, учир нь гинжин хэлхээний хөгжлийн үндсэн үйлдэлд радикалуудын тоо нэмэгддэггүй. Устөрөгчийн хүчилтөрөгчтэй гинжин урвал нь салаалсан, учир нь гинжин хэлхээний хөгжлийн үндсэн үйлдэл дэх радикалуудын тоо нэмэгддэг.

H + O2 = OH + O

O· + H2 = OH· + H·

OH + H2 = H2O + H

Олон шаталтын урвалууд нь салаалсан гинжин урвалууд юм. Чөлөөт радикалуудын тоо хяналтгүй ихсэх нь (гинжин хэлхээний үр дүнд болон хэт хурдан эхэлсэн тохиолдолд салаалаагүй урвалын үр дүнд) урвалын хурдатгал болон дэлбэрэлтэд хүргэдэг. Даралт ихсэх тусам радикалуудын концентраци нэмэгдэж, дэлбэрэлт үүсэх магадлал өндөр байх шиг байна. Гэвч үнэн хэрэгтээ устөрөгчийг хүчилтөрөгчтэй урвалд оруулахын тулд дэлбэрэлт нь зөвхөн тодорхой даралтын бүсэд боломжтой байдаг: 1-ээс 100 мм м.у.б. ба 1000 мм м.у.б-аас дээш. Энэ нь урвалын механизмаас үүдэлтэй. Бага даралттай үед үүссэн радикалуудын ихэнх нь савны хананд дахин нэгдэж, урвал аажмаар явагддаг. Даралт 1 мм м.у.б хүртэл өсөх үед. радикалууд хананд бага хүрдэг, учир нь молекулуудтай илүү олон удаа урвалд ордог. Эдгээр урвалын үед радикалууд үржиж, дэлбэрэлт үүсдэг. Гэсэн хэдий ч 100 мм м.у.б-аас дээш даралттай үед. бодисын концентраци маш их нэмэгдэж, радикалуудын дахин нэгдэл нь гурвалсан мөргөлдөөний үр дүнд (жишээлбэл, усны молекултай) эхэлдэг бөгөөд урвал нь тэсрэлтгүйгээр (хөдөлгөөнгүй урсгал) тайван явагддаг. 1000 мм м.у.б-аас дээш. концентраци маш өндөр болж, тэр ч байтугай гурав дахин мөргөлдөх нь радикалуудын тархалтаас урьдчилан сэргийлэхэд хангалтгүй юм.

Та уран-235-ын задралын салаалсан гинжин урвалыг мэддэг бөгөөд энгийн үйлдэл бүрт 1 нейтрон баригдаж (радикалын үүрэг гүйцэтгэдэг), 3 хүртэлх нейтрон ялгардаг. Нөхцөл байдлаас хамааран (жишээлбэл, нейтрон шингээгчийн концентрациас хамаарч) тогтмол урсгалтай эсвэл тэсрэлттэй байх боломжтой. Энэ бол химийн болон цөмийн үйл явцын кинетик хоорондын хамаарлын өөр нэг жишээ юм.

Систем дэх даралтыг 3 дахин ихэсгэх нь системийн эзэлхүүнийг 3 дахин бууруулахтай тэнцэнэ. Энэ тохиолдолд урвалд орох бодисын концентраци 3 дахин нэмэгдэх болно. Массын үйл ажиллагааны хуулийн дагуу анхны урвалын хурд нь:

Даралтыг 3 дахин нэмэгдүүлсний дараа NO ба O 2-ийн концентраци 3 дахин нэмэгдэж, урвалын хурд дараах байдалтай тэнцүү болно.

Урвалын даралтын эцсийн хурдыг эхнийхтэй харьцуулсан харьцаа урвалын хурдны даралтдаралт өөрчлөгдсөний дараа урвалын хурд хэрхэн өөрчлөгдөхийг харуулна.

Тиймээс бид авдаг урвалын хурдны даралт:

Хариулт:

урвалын хурд 27 дахин нэмэгдэх болно.

1. Нэгдүгээрт: 2NO + O2 = 2NO2, таны бичсэн зүйл биш.

   Даралт нь хийтэй холбоотой урвалын хурдад ихээхэн нөлөөлдөг, учир нь энэ нь тэдгээрийн концентрацийг шууд тодорхойлдог.
   Ле Шательегийн зарчмын дагуу даралтын өсөлт (хийн хувьд) тэнцвэрийг эзлэхүүнийг багасгах урвал руу шилжүүлдэг (өөрөөр хэлбэл цөөн молекул үүсэх), энэ нь манай тохиолдолд DIRECT урвалын хурд дараах байдалтай байна гэсэн үг юм. нэмэгдүүлэх.

   Тогтмол температурт нэгэн төрлийн орчинд явагдах химийн урвалын хурд нь тэдгээрийн стехиометрийн коэффициентүүдийн хүчин чадалд нэмэгдсэн урвалд орж буй бодисын концентрацийн бүтээгдэхүүнтэй шууд пропорциональ байна.

   Даралт өөрчлөгдөхөөс өмнө урвалыг кинетик тэгшитгэлээр тодорхойлно.
   V1 = k *2 · ;
   Даралт 4 дахин нэмэгдэхэд урвалжуудын концентраци 4 дахин нэмэгдэнэ. Даралтыг 4 дахин нэмэгдүүлсний дараа урвалыг кинетик тэгшитгэлээр тодорхойлно.
   V2 = k (4)*2 · 4= 64 k *2 · ;
   P2=4P1 үед урвалын хурдны өөрчлөлтийг ол.
   V2 / V1 = 64

   Хурд нь 64 дахин нэмэгдэнэ.

2. V1=k*C(N2)*C(H2)^3
   2/ V2=k*C(N2)*(xC(H2))^3, энд x нь устөрөгчийн концентрацийг хэд дахин нэмэгдүүлэх шаардлагатайг харуулсан тоо юм.
   3. V2/V1=100, эндээс x^3=100, x=4.65
   Хариулт: устөрөгчийн концентрацийг 4.65 дахин нэмэгдүүлэх шаардлагатай
3. Урвалын хурд N2+ 3H2 = 2NH3-ийг томъёогоор тооцоолно: v = K**^3,
   Энд урвалд орох бодисын концентраци нь тэгшитгэл дэх коэффициентүүдтэй тэнцүү байна. Энэ нь бид үүнийг 3-р зэрэглэлд хүргэх шаардлагатай гэсэн үг юм.
   2^3 = 8 бол хурд хэд дахин нэмэгдэх болно
4. даралтыг 3 дахин хурдасгах энгийн урвалууд 2NO+O2=2NO2 өснө 1) 3 дахин 2) 9 дахин... 4) 18 дахин 2. Температурын коэффициент урвалуудтэнцүү 2. 20 хэмээс 50 хурд хүртэл халаахад урвалуудөснө 1) 2 дахин 2) 4 дахин 3) 6 дахин 4) 8 дахин 3. даралтын өөрчлөлт хурдад нөлөөлдөг химийн урвал 1)... ба калийн гидроксидын хооронд 4. катализаторын үйл явцыг хэлнэ урвалхооронд 1) натри ба ус 2) бутен-1 ба ус... ба ус 4) зэсийн исэл (2) ба устөрөгч 5. хурд урвалуудхүхрийн хүчлийн уусмалаар цайр нь хамаарахгүй ... урсдаг урвал 1)Ag+Cl 2)Fe+O2 3)N2+O2 4)Cl2+Fe 9. Цельсийн 10 хэм тутамд халаахад
5. aA + bB = cC + dD
   Энэ тэгшитгэлд жижиг үсэг нь стехиометрийн коэффициентийг, том үсэг нь бодисын томьёог заана. Энэ ерөнхий тохиолдолд урагшлах урвалын хурдыг дараах тэгшитгэлээр тодорхойлно.
   Vpr = k1()
   b) K= /(* )
   в) Онолын хувьд бичих зүйл байхгүй, учир нь системд хийн бодис байдаггүй.
   d)K=

   Хийн системийн урвалын кинетик тэгшитгэлийг бичихдээ систем дэх даралтын өөрчлөлт нь концентрацийн өөрчлөлттэй төстэй байдаг тул концентрацийн (C) оронд урвалд орох бодисын даралтыг (P) бичнэ. Систем дэх даралтын өсөлт нь системийн эзэлхүүнийг ижил хэмжээгээр багасгахад хүргэдэг бол нэгж эзэлхүүн дэх урвалжийн концентраци ижил хэмжээгээр нэмэгддэг. Даралт буурах тусам системийн эзэлхүүн нэмэгдэж, нэгж эзэлхүүн дэх концентраци нь зохих хэмжээгээр буурдаг.

   Асуудлын жишээ ба шийдэл.

   Жишээ 1.

   Эхний урвалын үр дүнд нэгж хугацаанд нэгж эзэлхүүнд 9 г усны уур, хоёр дахь урвалын үр дүнд 3.65 г устөрөгчийн хлорид үүссэн бол аль урвалын хурд их байх вэ?

   Урвалын хурдыг нэгж хугацаанд нэгж эзэлхүүнээр үүссэн бодисын молийн тоогоор хэмждэг. Устөрөгчийн хлоридын молийн массын молийн масс дараа нь эхний урвалын хурд,

   Мэнгэ/л×с,

   ба хоёр дахь урвалын хурд

   болно моль/л.

   Усны уур үүсэх моль нь устөрөгчийн хлорид үүсэх молегийн тооноос их байдаг тул усны уур үүсэх хурд илүү их байдаг.

   Жишээ 2.

   А ба В бодисын хоорондох урвалыг A+2B®C тэгшитгэлээр илэрхийлнэ. А бодисын анхны концентраци 0.3 моль/л, В бодис 0.5 моль/л байна. Хурдны тогтмол нь 0.4 байна. А бодисын концентраци 0.1 моль/л-ээр буурахад тодорхой хугацааны дараа урвалын хурдыг тодорхойлно.

   А бодисын концентраци 0.1 моль/л-ээр буурсан. Иймд урвалын тэгшитгэл дээр үндэслэн В бодисын концентраци 0.2 моль/л-ээр буурч, В бодисын өмнө 2-ын коэффициент байгаа тул А бодисын концентраци хэсэг хугацааны дараа 0.3-0.1 = 0.2 мольтэй тэнцүү болно. / л, В концентраци нь 0.5-0.2 = 0.3 моль/л байна.

   Урвалын хурдыг тодорхойлно уу:

   Мэнгэ/л×с

   Жишээ 3.

   NO-ийн концентрацийг 3 дахин нэмэгдүүлбэл урвалын хурд хэрхэн өөрчлөгдөх вэ? Массын үйл ажиллагааны хуулийн дагуу бид урвалын хурдны илэрхийлэлийг бичнэ.

   .

   NO-ийн концентраци 3 дахин нэмэгдэхэд урвалын хурд дараах байдалтай байна.

   
   
   

   

   Урвалын хурд 9 дахин нэмэгдэнэ.

   Жишээ 4.

   Урвалын хурд хэрхэн өөрчлөгдөхийг тодорхойлох хэрэв та систем дэх даралтыг 2 дахин нэмэгдүүлбэл.

   Систем дэх даралтыг 2 дахин ихэсгэх нь системийн эзэлхүүнийг 2 дахин бууруулж, урвалд орж буй бодисын концентраци 2 дахин нэмэгдэх болно.

   Массын үйл ажиллагааны хуулийн дагуу бид анхны урвалын хурдыг бичдэг даралт хоёр дахин нэмэгдэхэд:

   , .

   Урвалын хурд 8 дахин нэмэгдэнэ.

   Жишээ 5.

   А+3В=2С систем дэх А ба В бодисын анхны концентрацийг тооцоол, хэрэв А бодисын тэнцвэрт концентраци 0.1 моль/л, В бодис 0.2 моль/л, С бодис 0.7 моль/л байвал.

   Бид урвалд зарцуулсан А бодисын концентрацийг урвалын тэгшитгэлийн дагуу харьцаагаар олно.

   1 моль/л А-аас авсан 2 моль/л С,

   0.7 моль/л C ®x моль/л × А.

   моль/л А.

   Тиймээс А бодисын анхны концентраци нь:

   

   0.1 + 0.35 = 0.45 моль/л.

   Урвалд зарцуулсан В бодисын концентрацийг ол.

   Бид урвалын тэгшитгэлийн дагуу пропорцийг бүрдүүлдэг.

   3 моль/л Б-аас авсан 2 моль/л С

   0.7 моль/л C ® x моль/л Б

   x=моль/л А.

   Дараа нь В бодисын анхны концентраци нь:

   

   моль/л.

   Жишээ 6.

   40 0С-ийн температурт 0.5 моль/л А бодис үүссэн. Температурыг 80 0С хүртэл нэмэгдүүлбэл хэдэн моль/л А үүсэх вэ? Урвалын температурын коэффициент 2 байна.

   Вант Хоффын дүрмийг ашиглан бид 80 0 С температурт урвалын хурдны илэрхийллийг бичнэ.

   .

   Эдгээр асуудлыг тэгшитгэлд орлуулснаар бид дараахь зүйлийг олж авна.

   80 0 С-т 8 моль/л А бодис үүснэ.

   Жишээ 7.

   Температур 330-аас 400 К хүртэл нэмэгдэхэд 191 кЖ/моль идэвхжүүлэх энергитэй урвалын хурдны тогтмол дахь өөрчлөлтийг тооцоол.

   Асуудлын нөхцөлийн хувьд Аррениус тэгшитгэлийг бичье.

   

   Энд R нь 8.32 Дж/к(Кхмоль)-тай тэнцүү бүх нийтийн хийн тогтмол юм.

   

   хурдны тогтмол дахь өөрчлөлт нь хаана байх болно:

   Туршилтын даалгавар

   61. Химийн урвалын хурд

   2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г)

   урвалд орох бодисын концентрацид =0.3 моль/л ба =0.15 моль/л 1.2·10-3 моль/(л·с) байсан. Урвалын хурдны тогтмолын утгыг ол.

   62. Систем дэх урвалын хурд 30 дахин (=2.5) нэмэгдэхийн тулд системийн температурыг хэдэн градусаар нэмэгдүүлэх ёстой вэ?

   63. Систем дэх нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн концентрацийг хэдэн удаа нэмэгдүүлэх вэ?

   2CO = CO2+ C,

   Тэгэхээр урвалын хурд 4 дахин нэмэгдэх вэ?

   64. Урвалын дагуу NO2 үүсэх урвалын хурдыг бий болгохын тулд даралтыг хэдэн удаа нэмэгдүүлэх ёстой

   1000 дахин нэмэгдсэн үү?

   65. Урвал тэгшитгэлийн дагуу явагдана

   2NO(g) + Cl2(g) = 2NOCl(g).

   Урвал эхлэхээс өмнөх бодисын концентраци нь: =0.4 моль/л; =0.3 моль/л. Азотын оксидын тал хувь нь урвалд орох цаг болсон үед урвалын хурд эхнийхтэй харьцуулахад хэдэн удаа өөрчлөгдөх вэ?

   66. Температур 40-өөр нэмэгдэхэд =3.2 бол химийн урвалын хурдны тогтмол хэмжээ хэд дахин нэмэгдэх вэ?

   67. Нэг төрлийн системд явагдах химийн урвалын хурдыг тэгшитгэлийн дагуу бичнэ үү.

   Дараах тохиолдолд энэ урвалын хурд хэд дахин нэмэгдэхийг тодорхойлно.

   a) А концентраци 2 дахин буурна;

   б) А концентраци 2 дахин нэмэгдэх болно;

   в) В концентраци 2 дахин нэмэгдэх болно;

   г) хоёр бодисын концентраци 2 дахин нэмэгдэнэ.

   68. Систем дэх устөрөгчийн концентрацийг хэдэн удаа нэмэгдүүлэх вэ?

   N2 + 3H2= 2NH3,

   Тэгэхээр урвалын хурд 100 дахин нэмэгдэх үү?

   69. 100С-т хурдны тогтмол нь 0.0006, 150С-д 0.072 байвал урвалын хурдны температурын коэффициентийг тооцоол.

   70. Азотын исэл (II) ба хлорын хоорондох урвал тэгшитгэлийн дагуу явагдана

   2NO + Cl2= 2NOCl.

   Урвалын хурд нэмэгдэх тусам хэрхэн өөрчлөгдөх вэ:

   а) азотын ислийн концентраци 2 дахин их;

   б) хлорын концентраци 2 дахин их;

   в) хоёр бодисын концентраци 2 дахин их байна уу?

   ХИМИЙН ТЭНЦВЭР

   Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ

   Химийн тэнцвэр гэдэг нь шууд ба урвуу химийн урвалын хурд тэнцүү байх ба урвалд орж буй бодисын концентраци нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөггүй системийн төлөвийг хэлнэ.

   Химийн тэнцвэрийн тоон шинж чанар нь тэнцвэрийн тогтмол юм. Тогтмол температурт тэнцвэрийн тогтмол байдал нь урвалын бүтээгдэхүүний тэнцвэрийн концентрацийн үржвэрийг тэдгээрийн стехиометрийн коэффициентийн хүчээр авсан эхлэлийн бодисын тэнцвэрийн концентрацийн бүтээгдэхүүнд харьцуулсан харьцаатай тэнцүү бөгөөд тогтмол утга юм.

   Ерөнхийдөө нэгэн төрлийн урвалын хувьд mA+ nB« pC+qD

   тэнцвэрийн тогтмол нь:

   Бид энэ тэгшитгэлийг буцах урвалын массын үйл ажиллагааны хуулиар илэрхийлдэг.

   Гадны нөхцөл өөрчлөгдөхөд химийн тэнцвэрт байдал өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь эхлэлийн бодис ба урвалын бүтээгдэхүүний тэнцвэрт концентрацийн өөрчлөлтөөр илэрхийлэгддэг. Тэнцвэрийн шилжилтийн чиглэлийг Ле Шательегийн зарчмаар тодорхойлдог: хэрэв тэнцвэрт байдалд байгаа системд гадны нөлөөлөл үзүүлэх юм бол тэнцвэр нь гадны нөлөөллийг сулруулдаг чиглэлд шилждэг.

   Химийн тэнцвэрт байдал нь урвалд орж буй бодисын концентраци, температур, даралтын өөрчлөлтийн нөлөөгөөр өөрчлөгдөж болно.

   Эхлэх бодисын концентраци ихсэх тусам тэнцвэр нь Ле Шательегийн зарчмын дагуу урвалын бүтээгдэхүүн рүү, бүтээгдэхүүний концентраци нэмэгдэх тусам эхлэл бодис руу шилжинэ.

   Температур өөрчлөгдөх (өсөх) үед тэнцвэр нь дулаан шингээх үед үүсдэг эндотермик урвал (D H > 0) руу шилждэг, өөрөөр хэлбэл. урагшлах урвалын хурд нэмэгдэж, тэнцвэр нь урвалын бүтээгдэхүүн рүү шилждэг. Экзотермик урвалын хувьд (DH > 0) температур нэмэгдэхийн хэрээр урвуу урвалын хурд нэмэгдэж, энэ нь дулаан шингээлтийг баталгаажуулж, тэнцвэр нь эхлэлийн бодис руу шилжинэ.

   Хэрэв урвал нь хийн төлөвт байгаа бодисуудтай холбоотой бол даралтыг өөрчлөх замаар химийн тэнцвэрт байдлыг өөрчлөх боломжтой. Даралт ихсэх нь урвалд орох бодисын концентрацийн өсөлттэй тэнцэнэ. Даралт ихсэх тусам тэнцвэр нь цөөхөн моль хийн бодис бүхий урвал руу, даралт буурах тусам илүү олон моль хийн бодис агуулсан урвал руу шилждэг.

   Жишээ 1.

   Тэнцвэрийн концентраци А = 0,1 моль/л, В = 0,2 моль/л, С = 0,7 моль/л байвал нэгэн төрлийн А + 3В «2С» систем дэх А ба В бодисын анхны концентрацийг тооцоол.

   Бодисын анхны концентраци нь тэнцвэрийн концентраци ба урвалд зарцуулсан концентрацийн нийлбэртэй тэнцүү гэдгийг мэддэг. хариу үйлдэл үзүүлсэн:

   Үүнийг олохын тулд А бодис хэр их урвалд орсныг мэдэх хэрэгтэй.

   Бид урвалын тэгшитгэлийн дагуу пропорцийг бүрдүүлэх замаар тооцоолно.

   1 моль/л А-аас авсан 2моль/л С

   0.7 моль/л С ––––––––x моль/л А,

   x= (0.7×1)/2= 0.35 моль/л

   

   Бид В бодисын анхны концентрацийг тооцоолно.

   

   Үүнийг олохын тулд пропорц үүсгэе:

   3 моль/л Б-аас авсан 2 моль/л С

   0.7 моль/л С –––––––––––––x моль/л В

   x = (0.7×3)/2 = 1.05 моль/л

   Дараа нь B анхны концентраци нь:

   Жишээ 2.

   Бодисын анхны концентраци нь: A = 1 моль/л, В = 5 моль/л байх нөхцөлд A + B “C + D систем дэх бодисын тэнцвэрт концентрацийг тооцоол. Тэнцвэрийн тогтмол нь 1 байна.

   А бодис тэнцвэржих үед х моль урвалд орсон гэж үзье. Урвалын тэгшитгэл дээр үндэслэн тэнцвэрийн концентраци нь:

   ;

   Учир нь В бодисын урвалын тэгшитгэлийн дагуу А бодис урвалд орсонтой ижил хэмжээний урвал авсан.

   Бид тэнцвэрийн концентрацийн утгыг тэнцвэрийн тогтмолд орлуулж, х-г олно.

   

   Дараа нь:

   

   Жишээ 3.

   Системд тэнцвэр бий болсон: 2AB + B 2 “2AB; D H > 0.

   Температур буурахад тэнцвэр аль чиглэлд шилжих вэ?

   Энэ шууд урвал нь эндотермик, i.e. дулааны шингээлттэй хамт явдаг тул систем дэх температур буурах үед Ле Шательегийн зарчмын дагуу тэнцвэр нь зүүн тийш, экзотермик урвуу урвал руу шилжих болно.

   Жишээ 4.

   A + B « AB системийн тэнцвэрт байдал нь дараахь бодисын концентрацид тогтоогдсон: C (A) = C ( B) = C ( AB) = 0.01 моль/л. Бодисын тэнцвэрийн тогтмол ба анхны концентрацийг тооцоол. 72. Систем дэх азотын (II) исэл ба хлорын анхны концентраци

   2NO + Cl2 2NOCl

   0.5 моль/л ба 0.2 моль/л байна. Хэрэв тэнцвэрт байдал үүсэх үед 20 азотын исэл урвалд орсон бол тэнцвэрийн тогтмолыг тооцоол.

   73. Тодорхой температурт буцах химийн урвалын урвалжуудын тэнцвэрт концентраци байна

   2А(г)+Б(г) 2С(г)

   [A]=0.04 моль/л, [B]=0.06 моль/л, [C]=0.02 моль/л байсан. А ба В бодисын тэнцвэрийн тогтмол ба анхны концентрацийг тооцоол.

   74. Тодорхой температурт систем дэх тэнцвэрийн концентраци

   тус тус: = 0.04 моль/л, = 0.06 моль/л,

   0.02 моль/л. Тэнцвэрийн тогтмол ба анхны тэнцлийг тооцоол.

   хүхрийн (IV) исэл ба хүчилтөрөгчийн концентраци.

   75. Систем тэнцвэрт байдалд байх үед

   оролцсон бодисын концентраци нь: = 0.3 моль/л; = =0.9 моль/л; = 0.4 моль/л. Даралт 5 дахин нэмэгдэхэд шууд болон урвуу урвалын хурд хэрхэн өөрчлөгдөхийг тооцоол. Тэнцвэрт байдал ямар чиглэлд шилжих вэ?

   76. Урвуу урвалын тэнцвэрийн тогтмолыг тооцоол

   2SO2(г) + O2(г) 2SO3(г),

   хэрэв тэнцвэрийн концентраци = 0.04 моль/л, бодисын анхны концентраци = 1 моль/л, = 0.8 моль/л.

   77. Системийн тэнцвэрт байдал

   CO + Cl2 COCl2,

   урвалд орох бодисын дараах концентрацид тогтоогдсон: [CO] = =[Cl2] = = 0.001 моль/л. Тэнцвэрийн тогтмол ба нүүрстөрөгчийн дутуу исэл ба хлорын анхны концентрацийг тодорхойлно.

   78. Нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (II) ба усны уурын анхны концентраци нь тэнцүү бөгөөд 0.03 моль/л байна. Систем дэх CO, H2O, H2-ийн тэнцвэрт концентрацийг тооцоол

   CO + H2O CO2+ H2,

   хэрэв CO2-ийн тэнцвэрт концентраци 0.01 моль/л-тэй тэнцүү байсан бол. Тэнцвэрийн тогтмолыг тооцоол.

   79. Систем дэх устөрөгчийн тэнцвэрийн концентрацийг тодорхойлно

   хэрэв HJ-ийн анхны концентраци 0.05 моль/л, тэнцвэрийн тогтмол K = 0.02.

   80. Системийн тэнцвэрийн тогтмол

   CO + H2O CO2+ H2

   тодорхой температурт 1-тэй тэнцүү байна. CO ба H2O-ийн анхны концентраци 1 моль/л байвал тэнцвэрт байдалд байгаа хольцын найрлагын хувийн жинг тооцоол.

   Бодис урвалд орохын тулд тэдгээрийн молекулууд мөргөлдөх ёстой. Ачаалал ихтэй гудамжинд хоёр хүн мөргөлдөх магадлал эзгүй гудамжнаас хамаагүй өндөр байдаг. Молекулуудтай адилхан. Зүүн талын зураг дээрх молекулуудын мөргөлдөх магадлал баруун талынхаас өндөр байгаа нь ойлгомжтой. Энэ нь нэгж эзэлхүүн дэх урвалжийн молекулын тоотой шууд пропорциональ байна, i.e. урвалжуудын молийн концентраци. Үүнийг загвар ашиглан харуулж болно.

   19-р зууны дунд үед. (1865 - Н.Н. Бекетов, 1867 - К. Гулдберг, П. Ваге) химийн кинетикийн үндсэн постулатыг мөн нэрлэдэг. массын үйл ажиллагааны хууль :

   Массын үйл ажиллагааны хуулийн илэрхийлэл дэх n, m тоонуудыг дуудна урвалын захиалга холбогдох бодисын хувьд. Эдгээр нь туршилтаар тодорхойлогдсон хэмжигдэхүүнүүд юм. Экспонентуудын нийлбэр n, мдуудсан ерөнхий урвалын дараалал .

   А ба В концентраци дахь градусыг ерөнхийд нь анхаарна уу стехиометрийн коэффициенттэй тэнцүү биш хариу үйлдэл! Урвал яг бичсэн шиг явагдсан тохиолдолд л тэдгээр нь тоон хувьд тэнцүү болно (ийм урвал гэж нэрлэдэг энгийн эсвэл анхан шатны мөн нэлээд ховор). Ихэнх тохиолдолд урвалын тэгшитгэл нь зөвхөн химийн процессын ерөнхий үр дүнг тусгадаг болохоос түүний механизм биш юм.

   Пропорциональ хүчин зүйл k гэж нэрлэдэг урвалын хурдны тогтмол . Урвалын хурдны тогтмолын утга нь өгөгдсөн температурт өгөгдсөн урвалын хувьд тогтмол байна.

   *Массаны үйл ажиллагааны хуульд хатуу бодисын концентрацийг оруулаагүй тул хатуу бодисуудтай урвал нь бодисын "концентрал" тогтмол байдаг гадаргуу дээр явагддаг.

   C ТВ +О 2 =CO 2 , v=k[C] м n =к" n ; k"=k[C] м

   Химийн урвалын хурдад даралтын нөлөө.

   Даралт нь хийтэй холбоотой урвалын хурдад ихээхэн нөлөөлдөг, учир нь энэ нь тэдгээрийн концентрацийг шууд тодорхойлдог.

   Менделеев-Клапейроны тэгшитгэлд:

   pV =nRT

   бид үүнийг зөөнө Вбаруун талд, мөн RT- зүүн тийш, үүнийг анхаарч үзээрэй n/V = в:

   p/RT = c

   Хийн даралт ба молийн концентраци нь шууд пропорциональ байна. Тиймээс бид концентрацийн оронд p/RT-ийг массын үйл ажиллагааны хуульд орлуулж болно.

   

   Химийн урвалын хурдад даралтын нөлөө. (Нэмэлт материал).

   Гинжин урвалууд тэдгээрийн механизмд ижил төрлийн (гинж) олон дараалсан давтагдах энгийн үйлдлүүд орно.

   Урвалыг авч үзье:

   Х 2 + Кл 2 = 2HCl

   Энэ нь бүх гинжин урвалын нийтлэг дараах үе шатуудаас бүрдэнэ.

   1) Санаачлага , эсвэл гинжин хэлхээний эхлэл

   Cl 2 = 2Cl

   Хлорын молекулыг атом (радикал) болгон задлах нь хэт ягаан туяаны цацраг эсвэл халаах үед тохиолддог. Эхлэх үе шатны мөн чанар нь идэвхтэй, реактив хэсгүүд үүсэх явдал юм.

   2) Гинжин хэлхээний хөгжил

   Cl+H 2 = HCl + HH+Cl 2 = HCl + Cl

   Гинжийг хөгжүүлэх үндсэн үйлдэл бүрийн үр дүнд шинэ хлорын радикал үүсдэг бөгөөд энэ үе шат нь онолын хувьд урвалжууд бүрэн дуусах хүртэл дахин дахин давтагддаг.

   3) Рекомбинаци , эсвэл нээлттэй хэлхээ

   2Cl = Cl 2 2H = H 2 H + Cl = HCl

   Ойролцоох радикалууд дахин нэгдэж тогтвортой бөөмс (молекул) үүсгэдэг. Тэд илүүдэл энергийг "гурав дахь бөөмс" - жишээлбэл, савны хана эсвэл хольцын молекулуудад өгдөг.

   Үзсэн гинжин урвал юм салбарлаагүй , учир нь гинжин хэлхээний хөгжлийн үндсэн үйлдэлд радикалуудын тоо нэмэгддэггүй . Устөрөгчийн хүчилтөрөгчтэй гинжин урвал байна салаалсан , учир нь гинжин хэлхээний хөгжлийн үндсэн үйлдэл дэх радикалуудын тоо нэмэгддэг :

   H + O 2 = OH + OO + H 2 = OH + HOH+H 2 = Х 2 O+H

   Салбарласан гинжин урвалууд нь олон шаталтын урвалыг агуулдаг (хэвийн гинжин хэлхээний үр дүнд болон хэт хурдан эхэлсэн тохиолдолд салаагүй урвалын хувьд) хяналтгүй ихсэх нь урвалын хурдатгал болон дэлбэрэлтэд хүргэдэг.

   Даралт ихсэх тусам радикалуудын концентраци нэмэгдэж, дэлбэрэлт үүсэх магадлал өндөр байх шиг байна. Гэвч үнэн хэрэгтээ устөрөгчийг хүчилтөрөгчтэй урвалд оруулахын тулд дэлбэрэлт нь зөвхөн тодорхой даралтын бүсэд боломжтой байдаг: 1-ээс 100 мм м.у.б. ба 1000 мм м.у.б-аас дээш. Энэ нь урвалын механизмаас үүдэлтэй. Бага даралттай үед үүссэн радикалуудын ихэнх нь савны хананд дахин нэгдэж, урвал аажмаар явагддаг. Даралт 1 мм м.у.б хүртэл өсөх үед. радикалууд хананд бага хүрдэг, учир нь молекулуудтай илүү олон удаа урвалд ордог. Эдгээр урвалын үед радикалууд үржиж, дэлбэрэлт үүсдэг. Гэсэн хэдий ч 100 мм м.у.б-аас дээш даралттай үед. бодисын концентраци маш их нэмэгдэж, радикалуудын дахин нэгдэл нь гурвалсан мөргөлдөөний үр дүнд (жишээлбэл, усны молекултай) эхэлдэг бөгөөд урвал нь тэсрэлтгүйгээр (хөдөлгөөнгүй урсгал) тайван явагддаг. 1000 мм м.у.б-аас дээш. концентраци маш өндөр болж, тэр ч байтугай гурав дахин мөргөлдөх нь радикалуудын тархалтаас урьдчилан сэргийлэхэд хангалтгүй юм.

   Та уран-235-ын задралын салаалсан гинжин урвалыг мэддэг бөгөөд энгийн үйлдэл бүрт 1 нейтрон баригдаж (радикалын үүрэг гүйцэтгэдэг), 3 хүртэлх нейтрон ялгардаг. Нөхцөл байдлаас хамааран (жишээлбэл, нейтрон шингээгчийн концентрациас хамаарч) тогтмол урсгалтай эсвэл тэсрэлттэй байх боломжтой. Энэ бол химийн болон цөмийн үйл явцын кинетик хоорондын хамаарлын өөр нэг жишээ юм.