Принцип Ле-Шателье-Брауна

ОБЩАЯ ХИМИЯ

Часть 2

Москва, 2016

Хим РЕАКЦИИ

Хим реакция – перевоплощение 1-го либо нескольких начальных веществ (реагентов) в другие вещества, при которых ядра атомов не изменяются, при всем этом происходит перераспределение электронов и ядер, и образуются новые хим вещества.

Признак хим реакции – признаки, по которым можно судить о протекании реакции меж субстанциями. К ним Принцип Ле-Шателье-Брауна можно отнести выделение газа, выпадение осадка, возникновение аромата, изменение цвета, свечение и некие другие.

систематизация реакций по числу и

составу начальных веществ и товаров



Реакция соединения – хим взаимодействие, при котором из нескольких веществ выходит только одно.

2H2 + O2 = 2H2O

Реакция разложения – хим реакция, при которой из 1-го вещества получаются Принцип Ле-Шателье-Брауна несколько веществ.

CaCO3 = CaO + CO2↑

Реакция замещения – хим взаимодействие, при котором происходит замещения атома в одном веществе на другой атом другого вещества.

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑

Реакция обмена – хим взаимодействие, при котором два вещества обмениваются своими составными частями.

Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4↓

Знак «↑» в конце формулы вещества показывает на Принцип Ле-Шателье-Брауна то, что данное вещество выделяется в виде газа, а знак « » показывает, что то либо другое вещество выпало в осадок.

Для протекания реакции обмена нужно, чтоб соблюдалось хотя бы одно из 3-х критерий:

1.Выделение газа.

2.Выпадение осадка (нерастворимого соединения).

3.Образование не много диссоциирующего вещества (к примеру, воды).

систематизация реакций по Принцип Ле-Шателье-Брауна изменению

степени окисления хим частей


Окислительно – восстановительная реакция – реакция, в какой хим элементы меняют свои степени окисления.

Пример 1.

ZnC+4O3 + Mg0 → Mg+2O + ZnO + C+2O↑ - схема реакции

окислитель восстановитель

Один хим элемент понижает свою степень окисления (окислитель), а 2-ой – увеличивает (восстановитель). Уравнивают такие хим реакции при помощи способа электрического баланса.

1.Справа записывают Принцип Ле-Шателье-Брауна хим элементы, присутствующие в начальных реагентах, которые меняют свои степени окисления, а слева – хим элементы, присутствующие в продуктах реакции, которые поменяли свои степени окисления.

Mg0 Mg+2

C+4 C+2

2.Высчитывают, сколько электронов дал восстановитель и сколько электронов принял окислитель, поле чего записывают это число с подходящим знаком.

Mg Принцип Ле-Шателье-Брауна0 - 2е = Mg+2 – процесс окисления (в нем участвует восстановитель)

C+4 + 2e = C+2 – процесс восстановления (в нем участвует окислитель)

3.Уравнивают число электронов и составляют уравнение реакции с теми же коэффициентами, что и перед элементами в способе электрического баланса.

1 Mg0 - 2е = Mg+2 (процесс окисления)

1 C+4 + 2e = C+2 (процесс восстановления)

ZnCO3 + Mg = MgO Принцип Ле-Шателье-Брауна + ZnO + CO↑ - уравнение реакции

Пример 2.

H2S+6O4 + KI-1 → H2S-2 + I20 + K2SO4 + H2O

1 S+6 + 8е = S-2 (процесс восстановления)

4 2I-1 - 2e = I20 (процесс окисления)

5H2SO4 + 8KI = H2S ↑+ 4I2 ↓+ 4 K2SO4 + 4H2O

конц.

Направьте внимание, что в случае, когда участвуют обыкновенные многоатомные молекулы нужно записывать их формулы с индексом Принцип Ле-Шателье-Брауна и соответственно уравнивать их по числу атомов с учетом этого индекса.

Пример 3.

KN+3O2+H2SO4+KMn+7O4 → KN+5O3+Mn+2SO4+K2SO4+H2O

восстановитель окислитель

5 N+3 - 2е = N+5 (процесс окисления)

2 Mn+7 + 5e = Mn+2 (процесс восстановления)

5KNO2 + 3H2SO4 + 2KMnO4 = 5KNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + H2O

Пример 4.

NaN+3O2 + Zn0 + NaOH Принцип Ле-Шателье-Брауна + H2O → Na2[Zn+2(OH)4] + N-3H3*H2O

окислитель восстановитель

1 N+3 + 6е = N-3 (процесс восстановления)

3 Zn0 - 2e = Zn+2 (процесс окисления)

NaNO2 + 3Zn + 5NaOH + 4H2O = 3Na2[Zn(OH)4] + NH3*H2O

систематизация реакций по

выделению и поглощению теплоты


Экзотермические реакции - реакции, идущие с выделением теплоты. К таким реакциям относят, обычно, реакции Принцип Ле-Шателье-Брауна горения веществ, реакции нейтрализации, реакции взаимодействия металлов с кислотами и другие.

2H2 + O2 = 2H2O + Q

NaOH + HCl = NaCl + H2O + Q

Символ «+Q» показывает, что в итоге реакции выделилась теплота.

Эндотермические реакции – реакции, идущие с поглощением теплоты. К таким реакциям можно отнести огромную часть реакций разложения.

CaCO Принцип Ле-Шателье-Брауна3 = CaO + CO2 ↑ - Q

Символ «-Q» показывает на то, что реакция идет с энергозатратой.

систематизация реакций по

агрегатному состоянию начальных веществ


Гомогенные реакции – реакции, идущие в одной фазе, т.е. с субстанциями в одном агрегатном состоянии.

N2 + 3H2 = 2NH3

газ газ газ

Гетерогенные реакции – реакции, идущие в различных фазах, т.е. с субстанциями в Принцип Ле-Шателье-Брауна различных агрегатных состояниях.

CO2 + C = 2CO

газ жесткое газ

систематизация реакций по

роли катализатора


Каталитические реакции – реакции, протекающие с ролью катализатора.

Катализатор – вещество, введенное в обскурантистскую систему, наращивает скорость хим реакции, оставаясь при всем этом в неизмененном составе.

Катализ – ускорение хим реакций, протекающих с ролью катализатора.


Гомогенный катализ – ускорение хим реакций, в каких Принцип Ле-Шателье-Брауна катализатор находится в той же фазе, что и начальные вещества.

К такому виду катализа можно отнести реакцию разложения пероксида водорода в присутствии йодида калия.

KI

2H2O2 = 2H2O + O2↑

Гетерогенный катализ – ускорение хим реакций, в каких катализатор и начальные вещества находятся в различных фазах.

К такому виду катализа Принцип Ле-Шателье-Брауна относится реакция окисления оксида серы (IV) кислородом в присутствии оксида ванадия (V).

V2O5

2SO2 + O2 = 2SO3

tᵒ

В гетерогенных каталитических реакциях процесс перевоплощения начальных реагентов в продукты происходит на поверхности катализатора, потому активность катализатора сначала находится в зависимости от параметров его поверхности. Сам катализатор наносят на пористый носитель Принцип Ле-Шателье-Брауна (к примеру, пемзу, асбест либо глину). Для роста активности катализатора, также его стойкости и селективности используют особые вещества, именуемые промоторами.

К примеру, в синтезе аммиака из водорода и азота катализатором служит железо. Для активности этого катализатора используют промотор - оксид калия.

Катализаторы, замедляющие скорость хим реакции именуются ингибиторами.

Скорость хим Принцип Ле-Шателье-Брауна реакции – изменение количества вещества 1-го из начальных веществ за единицу времени в единице объема.

Δ n

v= [моль/л*с]

Δ t*V

Если объем в процессе хим реакции не изменяется (т.е. является неизменной величиной), то скорость хим реакции можно найти как изменение концентрации 1-го из начальных веществ за единицу времени.

Δ с

v= [моль Принцип Ле-Шателье-Брауна/л*с]

Δ t

В случае гетерогенной реакции для расчета быстроты реакции нужно учесть площадь поверхности соприкосновения начальных реагентов.

Δ n

v= [моль/л*с*м2]

Δ t*S

Причины, Действующие НА Быстроту реакции

1.Температура.

При увеличении температуры на каждые 10˚С скорость прямой хим реакции возрастает в среднем в 2-4 раза (правило Вант-Гоффа).

2.Концентрация вещества Принцип Ле-Шателье-Брауна.

Чем больше концентрация начального соединения, тем резвее протекает хим реакция. Скорость хим реакции при неизменной температуре пропорциональна произведению концентраций начальных веществ, взятых в степенях их стехиометрических коэффициентов (закон действующих масс).

3.Площадь поверхности начального вещества.

Чем больше площадь поверхности начального реагента, тем резвее протекает хим реакция. Например, пылеобразный магний одномоментно растворяется Принцип Ле-Шателье-Брауна в растворе соляной кислоты, в отличие от его железной стружки.

4.Давление.

Для реакций, в каких в качестве начальных соединений имеются газообразные вещества, с повышением давления возрастает концентрация газов (по закону Менделеева-Клапейрона p= ), а, как следует, возрастает скорость хим реакции.

5.Природа начальных соединений.

Вещества с большей хим активностью резвее Принцип Ле-Шателье-Брауна вступают в хим реакцию, ежели вещества с наименьшей хим активностью.

Этот фактор подтверждает более резвое взаимодействие соляной кислоты с железом по сопоставлению с взаимодействием такого же металла с уксусной кислотой. Уксусная кислота по собственной силе, а, как следует, и активности уступает соляной кислоте.

6.Катализаторы.

Катализаторы, добавленные в обскурантистскую систему, наращивают Принцип Ле-Шателье-Брауна скорость хим реакции.

Хим РАВНОВЕСИЕ

Хим равновесие – такое состояние термодинамической системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости оборотной реакции.

Хим равновесие характеризуется константой, определяющейся отношением произведений сбалансированных концентраций товаров реакции, возведенных в их стехиометрические коэффициенты, к произведению сбалансированных концентраций начальных веществ, также взятых в степенях их стехиометрических коэффициентах Принцип Ле-Шателье-Брауна.

aA + bB ↔ cC + dD

начальные продукты

вещества реакции

[C]c [D]d

К =

[A]a [B]b

Принцип Ле-Шателье-Брауна

Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия оказать наружное воздействие, то система сместится в ту сторону, что слабеет данное воздействие.

АНАЛИЗ ПРИНЦИПА ЛЕ-ШАТЕЛЬЕ-БРАУНА

1) При увеличении концентрации начальных веществ, хим равновесие сдвигается Принцип Ле-Шателье-Брауна на право, а при увеличении концентрации товаров реакции равновесие сдвигается на лево.

2) При увеличении температуры хим равновесие сдвигается в сторону эндотермической реакции, а при уменьшении – в сторону экзотермической реакции.

3) При увеличении давления, хим равновесие сдвигается в сторону наименьшего объема газообразных участников хим реакции, а при уменьшении - в сторону большего объема газов Принцип Ле-Шателье-Брауна.

4) Катализаторы не оказывают воздействия на хим равновесие.

К примеру, разглядим последующее хим равновесие:

N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q

газ газ газ

1) При увеличении концентрации азота либо водорода хим равновесие сдвигается в сторону аммиака. При увеличении концентрации аммиака равновесие сдвигается в сторону азота и водорода.

2) При увеличении температуры хим равновесие сдвигается в Принцип Ле-Шателье-Брауна сторону азота и водорода (в сторону эндотермической реакции). При уменьшении температуры равновесие сдвигается в сторону аммиака (в сторону экзотермической реакции).

3) При увеличении давления хим равновесие сдвигается в сторону аммиака (так как в системе 2 моля газообразного продукта и 4 моля начальных газов). При уменьшении давления в системе хим равновесие Принцип Ле-Шателье-Брауна сдвигается в сторону азота и водорода.

4) Введение какого-нибудь катализатора не влияет на хим равновесие.

Разглядим другое хим равновесие:

CO2 + C ↔ 2CO - Q

газ жесткое газ

1) При увеличении концентрации углерода либо углекислого газ хим равновесие сдвигается в сторону угарного газа. При увеличении концентрации угарного газа равновесие сдвигается в сторону углерода и углекислого газа Принцип Ле-Шателье-Брауна.

2) При увеличении температуры хим равновесие сдвигается в сторону угарного газа (в сторону эндотермической реакции). При уменьшении температуры равновесие сдвигается в сторону углерода и углекислого газа (в сторону экзотермической реакции).

3) При увеличении давления хим равновесие сдвигается в сторону углекислого газа и углерода (так как в системе 2 моля газообразного продукта и 1 моль Принцип Ле-Шателье-Брауна начального газа). При уменьшении давления в системе хим равновесие сдвигается в сторону угарного газа.

4) Введение какого-нибудь катализатора не влияет на хим равновесие.


principi-federacii-v-rossii.html
principi-formi-i-vidi-strahovaniya.html
principi-formirovaniya-i-postroenie-funkcionalno-orientirovannoj-strukturi-upravleniya.html