Сборник основных формул по химии для ВУЗов - страница 5
k = A × e>—>E/(RT),
где k – константа скорости, А – постоянная, не зависящая от температуры, е = 2,71828, Е – энергия активации, R = 8,314 Дж/(К × моль) – газовая постоянная; Т – температура (К). Видно, что константа скорости увеличивается с увеличением температуры и уменьшением энергии активации.
4.3. Химическое равновесие
Система находится в равновесии, если ее состояние не изменяется во времени. Равенство скоростей прямой и обратной реакции – условие сохранения равновесия системы.
Примером обратимой реакции является реакция
N>2 + 3H>2 ↔ 2NH>3.
Закон действия масс: отношение произведения концентраций продуктов реакции к произведению концентраций исходных веществ (все концентрации указывают в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам) есть постоянная, называемая константой равновесия.
Константа равновесия – это мера протекания прямой реакции.
К = О – прямая реакция не идет;
К = ∞ – прямая реакция идет до конца;
К > 1 – равновесие сдвинуто вправо;
К < 1 – равновесие сдвинуто влево.
Константа равновесия реакции К связана с величиной изменения стандартной энергии Гиббса ΔG для этой же реакции:
ΔG = – RTlnK, или ΔG = -2,3RTlgK, или К= 10>-0,435ΔG/RT
Если К > 1, то lgK > 0 и ΔG < 0, т. е. если равновесие сдвинуто вправо, то реакция – переход от исходного состояния к равновесному – идет самопроизвольно.
Если К < 1, то lgK < 0 и ΔG > 0, т. е. если равновесие сдвинуто влево, то реакция самопроизвольно вправо не идет.
Закон смещения равновесия: если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействие, в системе возникает процесс, который противодействует внешнему воздействию.
5. Окислительно-восстановительные реакции
Окислительно-восстановите льные реакции – реакции, которые идут с изменением степеней окисления элементов.
Окисление – процесс отдачи электронов.
Восстановление – процесс присоединения электронов.
Окислитель – атом, молекула или ион, который принимает электроны.
Восстановитель – атом, молекула или ион, который отдает электроны.
Окислители, принимая электроны, переходят в восстановленную форму:
F>2 [ок. ] + 2ē → 2F¯ [восст.].
Восстановители, отдавая электроны, переходят в окисленную форму:
Na>0 [восст. ] – 1ē → Na>+ [ок.].
Равновесие между окисленной и восстановленной формами характеризуется с помощью уравнения Нернста для окислительно-восстановительного потенциала:
где Е>0 – стандартное значение окислительно-восстановительного потенциала; n – число переданных электронов; [восст. ] и [ок. ] – молярные концентрации соединения в восстановленной и окисленной формах соответственно.
Величины стандартных электродных потенциалов Е>0приведены в таблицах и характеризуют окислительные и восстановительные свойства соединений: чем поло-жительнее величина Е>0, тем сильнее окислительные свойства, и чем отрицательнее значение Е>0, тем сильнее восстановительные свойства.
Например, для F>2 + 2ē ↔ 2F¯Е>0 = 2,87 вольт, а для Na>+ + 1ē ↔ Na>0Е>0 = -2,71 вольт (процесс всегда записывается для реакций восстановления).
Окислительно-восстановительная реакция представляет собой совокупность двух полуреакций, окисления и восстановления, и характеризуется электродвижущей силой (э.д.с.) ΔЕ>0: ΔЕ>0= ΔЕ>0>ок – ΔЕ>0>восст, где Е>0>оки ΔЕ>0>восст – стандартные потенциалы окислителя и восстановителя для данной реакции.
Э.д.с. реакции ΔЕ>0 связана с изменением свободной энергии Гиббса ΔG и константой равновесия реакции
Похожие книги
