Цель: сформировать у учащихся понятие об обратимых и необратимых реакциях,

             познакомить с правилом Бертолле, принципом Ле-Шателье.

Оборудование: соляная кислота, фенолфталеин, гидроксид натрия, карбонат натрия.

                                нитрат серебра, вода, лакмус, мрамор, соляная кислота, прибор для

                                получения газов, штатив, 5 пробирок.

Ход урока

I. Проверка домашнего задания.

                        а) Опрос.

            — Скорость химической реакции.

            -Факторы. влияющие на скорость реакции.

            — Катализаторы, ферменты.

                        б) Фронтальное решение вопросов после §29.

II. Изучение нового материала.

            Химические реакции часто протекают так, что исходные вещества полностью превращаются в конечные продукты. Например, при горении веществ получаются оксиды, исходное вещество полностью сгорает. (Демонстрационный опыт «Горение магния».) Такие реакции являются необратимыми.

            Гомогенные реакции являются необратимыми в случаях образования

            а) газа; б) осадка; в) воды.

            Для примера, демонстрации:

а) взаимодействие карбоната натрия с серной кислотой;

б) хлорид бария с серной кислотой;

в) гидроксид натрия с серной кислотой.

            Многие реакции обратимы. Это значит, что продукты, образовавшиеся в ходе реакции, вновь превращаются в исходные вещества, то есть реакция одновременно идет в прямом и обратном направлениях.

            Состояние, когда скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, называют химическим равновесием.

            Принцип Ле-Шателье (1885 г.): при действии на систему, находящуюся в химическом равновесии внешних факторов, ее равновесие смещается так, чтобы подавить действие этих факторов.

III. Закрепление.

1. Какие условия нужны для полного сгорания угля печи по реакции:

            С + СО2 ÛСО­ + Q

    Какова роль дымовой трубы, колосниковой решетки?

2. Каким образом можно сдвинуть химическое равновесие реакции:

            2SO2 + О2 Û2SO3 + Q в сторону образования оксида серы (VI)?

3. Почему в темноте фотосинтез у растений прекращается? Какая реакция обратна   

   фотосинтезу?

IV. Домашнее задание: §32, 33; стр.135, упр.3, 4.

Примеры реакций в жизни и в быту. Реакции по направлению процесса

1.

2. Обратимые и необратимые химические реакции Обратимые реакции :

3. Пример обратимой реакции

4. Необратимые химические реакции

Необратимые реакции — Энциклопедия по машиностроению XXL

Таким образом, вместо системы двух уравнений второго порядка достаточно решить одно уравнение сохранения энергии, которое для необратимой реакции первого порядка, следующей закону Аррениуса, имеет вид  [c.353]

В случае недостаточного подвода сульфат-ионов в реакционную зону (например, при наличии большого отрицательного заряда поверхности электрода или низкой концентрации этих ионов) наряду с необратимой реакцией (149) или вместо нее может протекать другая необратимая реакция, например [901  [c.112]

До сих пор мы рассматривали необратимые реакции. Введем в 1 хшу (2.53) обратные реакции  [c.56]

ОДНОЙ НЕОБРАТИМОЙ РЕАКЦИИ  [c.314]

Рассмотрим тепловое взаимодействие потока с однородным телом, на поверхности которого протекает одна необратимая реакция типа  [c.314]

V. Тепло выделяется в результате необратимой реакции первого порядка. В этом случае, допуская, что скорость реакции не зависит от температуры, можно считать, что количество тепла, выделяющегося в единицу времени, равно КАС, где А — постоянная, а С — концентрация диффундирующего вещества. Последняя определяется дифференциальным уравнением  [c.400]

Недостижимость абсолютного нуля температуры 7, 90 Неидеальные растворы 192 Ненасыщенный пар 173 Необратимое смешение 128 Необратимые реакции 189  [c.334]

Реакция может быть химически обратимой, если она идет как в прямом, так и в обратном направлении. При горении топлива скорость прямого процесса несоизмеримо больше скорости обратного процесса, поэтому горение топлива практически сопровождается химически необратимыми реакциями.  [c.98]

Если отказаться от условий (2.3), то появится также остаточная компонента деформаций и уравнениями (2.2) можно будет описывать также необратимую реакцию (ползучесть).  [c.371]

Реакции образования окислов азота из элементов в диапазоне 298—2000° К в действительности являются необратимыми реакциями диссоциации окислов на элементы.  [c.298]

Температура равновесия необратимых реакций  [c. 360]

Понятие о необратимых реакциях весьма, условно. С термодинамических позиций следует признать, что необратимых реакций нет. Есть реакции, равновесие которых сильно сдвинуто в сторону необычно высоких (или, наоборот, низких) температур или давлений.  [c.360]

Наиболее простым для изучения объектом является скорость гомогенных необратимых реакций, так как в этом случае все молекулы реагирующих веществ находятся в одинаковых условиях (одна фаза) и реакция может развиваться только в одном направлении. Поэтому обычно стараются свести решение задачи к этому случаю, так как иначе получаются уравнения скорости, решаемые в отдельных частных случаях.  [c.235]

ОБРАТИМЫЕ РЕАКЦИИ — химические превращения, в которых продукты взаимодействия исходных веществ (прямая реакция), реагируя друг с другом, снова образуют исходные вещества (обратная реакция). В результате система приходит в состояние химического равновесия, характеризующегося равенством скоростей прямой и обратной реакций. При этом концентрации участвующих в обратимой реакции веществ нри неизменных условиях остаются постоянными сколь угодно долгое время. Теоретически все химические реакции являются обратимыми, однако во многих случаях скорость обратного процесса весьма мала и в целом реакция практически необратима (см. Необратимые реакции).  [c.92]

Если же учесть необратимые химические реакции, возникающие в образцах из СиО с цинковыми электродами в процессе термообработки, и реакции, возникающие в полупроводящем веществе и у электродов этих термисторов в рабочих условиях, то экспериментальному значению энергии активации можно дать теоретическое объяснение. Действительно, согласно данным Менделеева [4], цинк при нагреве легко окисляется и обладает способностью восстанавливать медь, окисел цинка плавится при 1975° без разложения. Следовательно, в процессе отжига образцов из СиО с цинковыми электродами у их контактов возникают необратимые реакции  [c. 217]

За осно ву действия кислородомера МЭИ принята необратимая реакция взаимодействия растворенного в воде кислорода с вводимой извне окисью азота, в результате чего происходит изменение электропроводности раствора. Окись азота быстро и полно взаимодействует с растворенным в воде кислородом с образованием азотистой кислоты и не вступает в реакцию с водой и ее (примесями. В результате реакции электропроводность раствора увеличивается пропорциональ-  [c.160]

Что касается термокинетических колебаний при горемйй угольных частиц, то они были замечены в экспериментах Б. Д. Кацнельсона при горении угольных частиц, падающих в атмосфере, содержащей окислитель. Количественное сравнение экспериментальных и теоретических данных не представляется возможным, однако отмеченные Кацнельсо-ном термокпнетические колебания можно объяснить тем, что характерные времена гомогенных и гетерогенных экзотермических Необратимых реакций значительно меньше характерного аэродинамического времени, которое по порядку величин совпадает с временем тепловой релаксации в пограничном слое (см. 5.4 и 7.8).  [c.423]

В ЭТО сложное уравнение объединены четыре самостоятельные реакции, тесно связанные одна с другой. Реакция (1) представляет собой термический распад ионов бикарбоната и ею определяется образование накипи. До осаждения кристалла накипи СаСОз или Mg(OH)o должен произойти термический распад двух ионов бикарбоната. В условиях работы испарителя морской воды — это необратимая реакция, так как освобождающийся СО2 уходит вместе с паром. Скорость термического распада возрастает с повышением температуры. Протекание реакции (2) зависит от произведения растворимости СаСОз и для его осаждения в накипь эта величина должна быть превышена, т. е. [Са++]х[СОз—] должно быть больше произведения растворимости. Точно так же протекание реакции (3) зависит от произведения растворимости Mg (ОН) 2, а произведение [Mg++]X Х[0Н ]2 должно быть больше произведения растворимости Mg (ОН) 2 в концентрированном рассоле до начала осаждения.  [c.81]

S-состояниях термодинамического равновесия Ч Для необратимой реакции это означает, что если в G- или 5-состояниях Шок имеет конечную величину, то т оп здесь должно быть равно нулю и, наоборот, для конечных значений Штоп должно быть /тгок= 0. Рассмотрим только несколько вероятных следствий этого допущения.  [c.77]

Вязкое тело относится к системам с последействием (с нулевой мгновенной реакцией) и с полной необратимой реакцией в этом случае в уравнениях (1.1) Aijmn = ij = 0. При этом естественно считать Вц обычными функциями ац, Zij и Т. В простейшем случае, когда В,, представляют собой линейные функции Oij, получается классическая модель вязкой жидкости.  [c.13]

В слое, образованном в системе Ре—Рез04—РегОз — электролит протекает необратимая реакция Ре-1-4Ре20зЗРез04. Принимается, что скорость коррозии лимитируется при этом скоростью растворения Рез04 [295].  [c.105]

Онсагер (Onaager) Ларе (1903-1976) — американский физик и химик, один из создателей термодинамики неравновесных процессов. Окончил Норвежскую высшую техническую школу (1925 г.), с 1928 г. жил в США работал в Йельском университете и университете в Майами. Установил в 1931 г. одну из основных теорем термодинамики неравновесных процессов и свойство симметрии кинетических коэффициентов (теорема Онсаге ра), разработал теорию термодинамических свойств плоской решетки (теория Онсагера), открыл необратимую реакцию (реакция Онсагера) в термодинамике необратимых ироцессов (Нобелевская премия по химии, 1968 г.).  [c.286]

Высокое абсолютное значение константы равновесия говорит о практической необратимости реакции, а положительный знак для lgKp свидетельствует о самопроизвольном течении процесса в сторону образования паров воды до получения исчезающе малых парциальных давлений водорода и кислорода.  [c.360]

КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКАЯ, отрасль тео-ретич. химии, изучающая скорости химич. реакций. В основе опытной методики этого изучения лежит определение концентрации прореагировавшего либо появляющегося вещества в функциональной зависимости от времени. Различают кинетику о б-ратимых и необратимых реакций. К необратимым относятся те реакции, к-рые практически протекают лишь в одном направлении это имеет место в случаях, когда продукты, к-рые образовались в результате химич. процесса, удаляются из сферы реак -ции и тем самым лишаются возможности обратного взаимодействия или когда обратная реакция протекает лишь с незначительной скоростью. В случае обратимых реакций продукты вступают между собой во взаимодействие, давая исходные вещества прн  [c.85]

Вернемся теперь к ядру релаксации, основанному на анализе кинетики процесса взаимодействия релаксаторов и перехода их в нерелаксирующий материал. Ядро (270) получено при условии, что процесс взаимодействия релаксаторов представляет собой односторонгоою необратимую реакцию и-го порядка, т. е, считается, что провзаимодействующие релаксаторы переходят в  [c.301]

Рассмотренная здесь необратимая реакция сплошной среды полностью описывается уравнениями (6.84) и (6.80). Эти определяющие уравнения были установлены Гогенем-зером и Прагером [16] (см. также Прагер [27], стр. 138). Для их обращения будем исходить из (6.80) и вычислим инвариант  [c.114]

Дополнительным важным свойством рассматриваемой модели является влияние обратной реакции на интерпретацию измеряемых времен затухания и т . Если реакция обратима, времена затухания зависят от четырех кинетических констант — Гр, и 8 противоположность этому в случае необратимой реакции ( 2 = 0) из уравнения (12.14) находим т = и = Гр + Для = О измеренные значения времен затухания представляют собой собственное время жизни состояния, образовавшегося в результате реакции (т ), и время жизни первоначально возбужденного состояния (Тр). На затухание флуоресценции из состояния Р обратимость реакции также оказывает влияние. Когда к 4 О, затухание флуоресценции из состояния Р двухэкспоиенциально [уравнение (12.12)]. Однако, когда к — О, из уравнения (12.14) находим, что а из уравнения (12.15) а (у) = О, В отсутствие обратной реакции затухание флуоресценции из состояпия Р становится одноэкспоненциальным.  [c.396]

Диссоциация 2-нафтола в возбужденном состоянии — поучительный пример обратимой реокции с участием двух состояний. При возбуждении нафтола уменьшается от 9,2 в основном состоянии до 2,0 в возбужденном состоянии [3]. В кислом растворе наблюдается испускание нафтола с максимумом 357 пм (рис. 12.3, кривая V), а в щелочном — испускание нафтолят-аниопа, центр которого находится при 409 нм (кривая 2). При промежуточных значениях рИ испускают оба вида частиц. Из рассмотрения спектров видно, что при 350 нм испускание обусловлено только нафтолом, что как раз и требуется для использования процедуры обратной свертки при различных длинах воли. Реакция диссоциации нафтола в зависимости от pH может быть либо обратимой, либо необратимой. При значениях pH, близких к 3, реакция обратима, а при рИ > 6 необратима [ 15]. Следовательно, эта система пригодна для демонстрации характеристик как обратимых, так и необратимых реакций.  [c.400]

Необратимый процесс – обзор

5 Липиды в CAC, AVC и MVC: патогенные эффекторы и потенциальные терапевтические мишени

Поскольку кальцификация является необратимым процессом, предотвращение или замедление его прогрессирования представляют собой основные цели будущих терапевтических планов. Гиперлипидемия, вероятно, оказывает как прямое, так и косвенное влияние на кальцификацию сосудов и модулирует активность как остеобластов, так и остеокластов [93,94]. Учитывая тесную взаимосвязь между липидами и кальцификацией сердечно-сосудистой системы, прием статинов, снижающих уровень липидов, который, как было показано, снижает смертность от сердечно-сосудистых заболеваний и другие неблагоприятные исходы, считается эффективной целью уменьшения кальцификации.

Тем не менее, в последние годы многие клинические результаты свидетельствуют об обратном эффекте, в основном о том, что статины могут способствовать кальцификации сосудов [20]. И это несмотря на то, что сохраняются условия, при которых кальцификация сосудов увеличивает смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, а статины снижают смертность от сердечно-сосудистых заболеваний. Этот конфликт, по-видимому, разрешен благодаря наличию некоторых результатов, свидетельствующих о том, что статины могут положительно влиять на состав бляшек и/или что стимуляция кальцификации сама по себе представляет собой механизм положительного влияния статинов на смертность, в частности, в отношении образования связанные со статинами макроскопические отложения кальция, связанные со стабильностью бляшки [20,95].Этот последний момент важен, учитывая тот факт, что использование статинов не показало значительного влияния на клапанную кальцификацию или функциональность, особенно на средних стадиях заболевания [24,96].

Предполагалось, что статин, вероятно, оказывает двойное действие, которое, несомненно, включает противодействие прогрессированию атеросклеротического повреждения и увеличение макроскопических отложений кальция. Это происходит за счет плейотропных эффектов, в том числе антиоксидантных и противовоспалительных свойств, а также сохранения эндотелиальной функции и целостности.Более того, статины также могут оказывать стабилизирующее действие, усиливая поляризацию М2 макрофагов. Однако существует ли вероятность того, что те же пути фиброкальциноза, связанные со статинами, которые способны предотвращать острые события на сосудистом уровне, при более высоком риске, характеризующемся богатыми липидами бляшками и воспалением, могут способствовать и ускорять патологическое ремоделирование створок клапана? характеризуются костеподобными клетками и более минерализованы (рис. 4). В течение жизни клапанная кальцификация и атеросклероз прогрессируют медленно в течение длительного периода времени. На ранних стадиях обоих заболеваний, вероятно, начало повреждения и прогрессирование развиваются по сходным механизмам, включая рекрутирование лейкоцитов, эндотелиальную дисфункцию и воспаление. Однако по мере прогрессирования заболевания прогрессирующие атеросклеротические поражения характеризуются накоплением липидов с легкой минерализацией и большим накоплением пенистых клеток и воспалительной активностью, чем при кальцификации клапана. Эти результаты могут свидетельствовать о том, что, хотя ранние стадии прогрессирования заболевания сходны на клапанном и сосудистом уровне, состояния средней и поздней стадий сохраняют разные характеристики и развиваются по разным путям.Таким образом, пациентам с высоким риском развития атеросклероза или порока клапанов может быть полезно лечение статинами на ранних стадиях, но использование гиполипидемических и противовоспалительных статинов может быть неэффективным на поздних стадиях клапанной кальцификации. Это говорит о том, что конкретные целевые терапевтические подходы, вероятно, будут различаться по мере прогрессирования двух заболеваний. Важно отметить, что эти различия между клапанами и сосудами, связанные с фиброкальцинозным ремоделированием, могут обусловить просчет рисков и преимуществ терапевтической стратегии, такой как гиполипидемическая терапия.В частности, поскольку ИБС и АВК часто сосуществуют у одного и того же пациента, особенно с возрастом, длительное применение статинов может предотвратить острые коронарные и церебральные события, способствующие хронизации ИБС, но потенциально способствует прогрессированию от фиброза к кальцификации на клапанном уровне (рис. 4). ). Таким образом, в частности, в этой группе пациентов, в отсутствие (но в ожидании) доступных биохимических маркеров, КТ с кальцием остается наиболее надежным инструментом для оценки и отслеживания с течением времени нагрузки кальциевыми бляшками, а также прогрессирования кальция на клапанах также в первичной профилактике в дополнение к к оценке функциональности клапанов (ультразвуковая допплерография или магнитно-резонансная томография), к подходу к прецизионной медицине и лучшему медицинскому обслуживанию, ориентированному на пациента (рис. 4).

Рис. 4. Панель (A) возможных двойных эффектов статинов при прогрессировании заболеваний аорты и кальцификации клапанов. Панель (B) Бессимптомный 75-летний мужчина с сосуществующими коронарными и клапанными кальцификациями и принимающий статины. В этой группе пациентов, при отсутствии подтвержденных биохимических маркеров, бесконтрастный КТ-мониторинг кальция является основным инструментом для отслеживания во времени прогрессирования коронарного и клапанного кальция в двух анатомических областях для наилучшего ведения пациента.

В этом контексте известно, что липопротеин(а) (Lp(a)) усиливает окисление и несет прокальцифицирующие и провоспалительные факторы (например,g., oxPL, аутотаксин, провоспалительный фермент) в места повреждения эндотелия [97]. В частности, большинство oxPL переносятся Lp(a). Однонуклеотидный полиморфизм (SNP) в локусе LPA, кодирующем Lp(a) (rs10455872), показал полногеномное значение для наличия кальцификации и стеноза аортального клапана [98]. Это наблюдение было последовательно подтверждено в других исследованиях [99–101]. Более того, у пациентов с ранее существовавшим АВК высокий уровень Lp(a) является основным фактором более быстрого прогрессирования заболевания [102].Поскольку есть некоторые свидетельства того, что статины могут повышать уровни Lp(a) и oxPL/apoB, низкая эффективность статинов в улучшении состояния при стенозе аортального клапана может быть связана с этими эффектами [103]. Таким образом, в этих условиях возможно нацеливание на Lp(a) для терапевтического вмешательства [104].

К сожалению, современные фармакологические средства для снижения Lp(a) очень ограничены, поскольку имеющиеся препараты обладают неопределенной эффективностью и не одобрены специально для снижения Lp(a). Некоторые доступные данные о снижающем эффекте никотиновой кислоты и ингибиторов PCSK9 (пропротеинконвертазы субтилизин/кексин типа 9) на уровни Lp(a) позволяют предположить, что эти препараты могут быть перспективными также в качестве терапевтических средств против стеноза аортального клапана [105,106]. Более того, в недавнем исследовании (испытание фазы I) антисмысловой олигонуклеотид, нацеленный на мРНК Аро(а), был способен снижать уровни Лп(а) и oxPL дозозависимым образом, что предполагает его возможное применение в качестве нового потенциального аддитивного терапевтического средства. для заболевания аортального клапана [107]. В любом случае, поскольку теперь у нас есть лекарства, чтобы проверить, эффективны ли эти препараты для снижения высоких уровней Lp(a), мы также можем проверить в ближайшем будущем, действительно ли снижение Lp(a) защищает или благотворно влияет на кальцификацию аортального клапана.

Обратимая реакция: определение, условия и примеры

Что такое обратимая реакция

Обратимая реакция – это химическая реакция, в которой одновременно происходят превращение реагентов в продукты и превращение продуктов в реагенты. Следовательно, в обратимой реакции реагенты и продукты никогда не расходуются полностью, и реакция не завершается. Вместо этого реакция придет к равновесию, если концентрации реагентов и продуктов останутся постоянными. Примером обратимого процесса в нашей повседневной жизни является таяние льда в воду и замерзание воды в лед. ^[1-6] .

Общее уравнение обратимой реакции

Общая формула обратимой реакции выглядит следующим образом:

А + В ⇋ В + Г

Символ

Обозначение обратимой реакции — двойная стрелка: ⇋

Как работает обратимая реакция

В обратимой реакции молекулы в закрытой системе сталкиваются с энергиями, разрывая химические связи и образуя новые продукты.Однако продукты обладают высокой энергией, и их молекулы также сталкиваются, чтобы разорвать новые связи. В результате образуются новые связи, возвращающие реагенты.

Условия обратимой реакции

Условия обратимой реакции.

• Должна происходить в закрытой емкости
• Ни один из продуктов не должен образовывать осадок

Согласно принципу Ле Шателье обратимая реакция является самокорректирующейся. Предположим, что произошло изменение концентрации, температуры или давления. В этом случае система естественным образом сдвинется к равновесию.

Примеры обратимых реакций

Вот несколько примеров обратимой реакции ^[3-6] .

1. Реакция между водородом (H ₂ ) и йодом (I ₂ ) с образованием йодистого водорода (HI).

H ₂ (ж) + I ₂ (ж) ⇋ 2 HI (ж)

2. Азот (N ₂ ) реагирует с водородом (H ₂ ) с образованием аммиака (NH ₃ ).

N ₂ (ж) + 3 H ₂ (ж) ⇋ 2 NH ₃ (ж)

3. Диоксид серы (SO ₂ ) реагирует с кислородом (O ₂ ) с образованием триоксида серы (SO ₃ )

2 SO ₂ (ж) + O ₂ (ж) ⇋ 2 SO ₃ (ж)

Прямая реакция экзотермическая, обратная реакция эндотермическая.

4. Белое твердое вещество хлорида аммония (NH ₄ Cl) распадается на аммиак (NH ₃ ) и хлороводород (HCl) при нагревании.

NH ₄ Cl (т) ⇋ NH ₃ (г) + HCl (г)

5. Синий гидратированный сульфат меди (CuSO ₄ .5H ₂ O) при нагревании превращается в белый безводный сульфат меди (CuSO ₄ ).

CuSO ₄ .5H ₂ O (т) ⇋ CuSO ₄ (т) + 5 H ₂ O (г)

Прямая реакция эндотермическая, обратная экзотермическая.

Обратимая и необратимая реакция

Химическая реакция, при которой все реагенты превращаются в продукты, называется необратимой реакцией.В отличие от обратимой реакции необратимая реакция протекает только в одном направлении. Реакция завершена и обозначена одиночной стрелкой: →

Примером необратимой реакции является горение топлива, такого как этанол (C ₂ H ₅ OH), с образованием двуокиси углерода (CO ₂ ) и воды (H ₂ O).

C ₂ H ₅ OH (водн. ) + 3 O ₂ (г) → 2 CO ₂ (г) + 3 H ₂ O (г)

Каталожные номера

1. Хим.libretexts.org
2. Groups.chem.ubc.ca
3. Bbc.co.uk
4. Thoughtco.com
5. Opentextbc.ca
6. Canterbury.ac.nz

13.1 Химические равновесия – химия

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Описывать природу равновесных систем
• Объясните динамическую природу химического равновесия

Химическая реакция обычно записывается таким образом, что предполагает, что она протекает в одном направлении, в том направлении, в котором мы читаем, но все химические реакции обратимы, и как прямая, так и обратная реакция протекают в той или иной степени в зависимости от условий.В химическом равновесии прямая и обратная реакции протекают с одинаковой скоростью, а концентрации продуктов и реагентов остаются постоянными. Если мы проводим реакцию в закрытой системе, так что продукты не могут улетучиваться, мы часто обнаруживаем, что реакция не дает 100% выхода продуктов. Вместо этого некоторые реагенты остаются после того, как концентрации перестают изменяться. В этот момент, когда концентрации реагентов и продуктов больше не меняются, говорят, что реакция находится в равновесии.Смесь реагентов и продуктов находится в равновесии.

Например, когда мы помещаем образец тетраоксида диазота (N ₂ O ₄ , бесцветный газ) в стеклянную трубку, он образует диоксид азота (NO ₂ , коричневый газ) по реакции

[латекс]\текст{N}_2\текст{O}_4(г)\;{\rightleftharpoons}\;2\текст{NO}_2(г)[/латекс]

Цвет становится темнее, когда N ₂ O ₄ преобразуется в NO ₂ . Когда система достигает равновесия, присутствуют как N ₂ O ₄ , так и NO ₂ (рис. 1).

Образование NO ₂ из N ₂ O ₄ представляет собой обратимую реакцию , которая обозначена стрелкой равновесия (⇌).Все реакции обратимы, но многие реакции для всех практических целей протекают в одном направлении до тех пор, пока не будут исчерпаны реагенты, и обратятся только при определенных условиях. Такие реакции часто изображаются стрелкой в ​​одну сторону от реагентов к продуктам. Многие другие реакции, такие как образование NO ₂ из N ₂ O ₄ , являются обратимыми в более легко достижимых условиях и поэтому называются так. В обратимой реакции реагенты могут объединяться с образованием продуктов, а продукты могут реагировать с образованием реагентов.Таким образом, не только N ₂ O ₄ может разлагаться с образованием NO ₂ , но и полученный NO ₂ может реагировать с образованием N ₂ O ₄ . Как только прямая реакция дает NO ₂ , начинается обратная реакция и NO ₂ начинает реагировать с образованием N ₂ O ₄ . При равновесии концентрации N ₂ O ₄ и NO ₂ уже не изменяются, поскольку скорость образования NO ₂ в точности равна скорости потребления NO ₂ , а скорость образования образование N ₂ O ₄ в точности равно скорости потребления N ₂ O ₄ . Химическое равновесие — это динамический процесс : Как и в случае с пловцами и загорающими, количество каждого из них остается постоянным, но между ними существует движение вперед и назад (рис. 2).

В химическом равновесии прямая и обратная реакции не прекращаются, а продолжают протекать с одинаковой скоростью, что приводит к постоянным концентрациям реагентов и продуктов. Графики, показывающие изменение скорости реакции и концентрации во времени, показаны на рисунке 1.

Мы можем обнаружить состояние равновесия, потому что концентрации реагентов и продуктов не меняются. Однако важно убедиться, что отсутствие изменений связано с равновесием, а не со скоростью реакции, которая настолько мала, что изменения концентрации трудно обнаружить.

Мы используем двойную стрелку при написании уравнения обратимой реакции. Такая реакция может быть, а может и не быть равновесной. Например, на рисунке 1 показана реакция:

[латекс]\текст{N}_2\текст{O}_4(г)\;{\rightleftharpoons}\;2\текст{NO}_2(г)[/латекс]

Когда мы хотим говорить об одном конкретном компоненте обратимой реакции, мы используем одну стрелку. Например, в равновесии, показанном на рис. 1, скорость прямой реакции составляет

[латекс] 2 \ текст {NO} _2 (г) \; {\ longrightarrow} \; \ текст {N} _2 \ текст {O} _4 (г) [/латекс]

равно скорости обратной реакции

[латекс]\текст{N}_2\текст{O}_4(г)\;{\longrightarrow}\;2\текст{NO}_2(г)[/латекс]

Равновесие и безалкогольные напитки

Связь между химией и газированными безалкогольными напитками восходит к 1767 году, когда Джозеф Пристли (1733–1804; в основном известный сегодня своей ролью в открытии и идентификации кислорода) открыл метод насыщения воды углекислым газом для получения газированной воды. В 1772 году Пристли опубликовал статью под названием «Пропитывание воды неподвижным воздухом». В статье описано капание купоросного масла (сегодня мы называем это серной кислотой, но какой отличный способ описать серную кислоту: «купоросное масло» буквально означает «жидкая мерзость») на мел (карбонат кальция). Образовавшийся СО ₂ падает в емкость с водой под сосудом, в котором протекает первоначальная реакция; перемешивание помогает газообразному CO ₂ смешиваться с жидкой водой.

[латекс]\text{H}_2\text{SO}_4(l)\;+\;\text{CaCO}_3(s)\;{\longrightarrow}\;\text{CO}_2(g) \;+\;\text{H}_2\text{O}(l)\;+\;\text{CaSO}_4(водн.)[/latex]

Углекислый газ мало растворим в воде.{+}(водный)[/латекс]

Сегодня CO ₂ можно нагнетать в безалкогольные напитки, устанавливая равновесие, показанное выше. Однако как только вы открываете контейнер с напитком, происходит каскад сдвигов равновесия. Во-первых, газ CO ₂ в воздушном пространстве над бутылкой выходит, вызывая сдвиг равновесия между газофазным CO ₂ и растворенным или водным CO ₂ , снижая концентрацию CO ₂ в безалкогольный напиток. Меньшее количество CO ₂ , растворенного в жидкости, приводит к разложению угольной кислоты на растворенные CO ₂ и H ₂ O.Пониженная концентрация угольной кислоты вызывает сдвиг конечного равновесия. Пока безалкогольный напиток находится в открытом контейнере, CO ₂ пузырится из напитка, высвобождая газ в воздух (рис. 3). Когда бутылка закрыта, реакции CO ₂ больше не находятся в равновесии и будут продолжаться до тех пор, пока не останется реагентов. В результате получается безалкогольный напиток со значительно более низкой концентрацией CO ₂ , который часто называют «плоским».

Рассмотрим испарение брома как второй пример системы, находящейся в равновесии.

[латекс]\text{Br}_2(l)\;{\rightleftharpoons}\;\text{Br}_2(g)[/latex]

Равновесие может быть установлено как для физических изменений, таких как переход жидкости в газ, так и для химических реакций. На рис. 4 показан образец жидкого брома, находящегося в равновесии с парами брома в закрытом контейнере.Когда мы наливаем жидкий бром в пустую бутылку, в которой нет паров брома, часть жидкости испаряется, количество жидкости уменьшается, а количество пара увеличивается. Если мы закроем бутылку, чтобы пар не выходил наружу, количество жидкости и пара в конце концов перестанет изменяться, и установится равновесие между жидкостью и паром. Если бы бутылка не была закрыта крышкой, пары брома улетучились бы, и равновесие не было бы достигнуто.

Реакция находится в равновесии, когда количества реагентов или продуктов больше не меняются. Химическое равновесие — это динамический процесс, означающий, что скорость образования продуктов прямой реакции равна скорости, с которой продукты преобразуются в реагенты обратной реакцией.

Химия Упражнения в конце главы

1. Что означает описание реакции как «обратимой»?
2. Как при написании уравнения отличить обратимую реакцию от необратимой?
3. Если реакция обратима, когда можно сказать, что она достигла равновесия?
4. Находится ли система в равновесии, если константы скоростей прямой и обратной реакций равны?
5. Если концентрации продуктов и реагентов равны, находится ли система в равновесии?

Глоссарий

равновесие

в химических реакциях — состояние, при котором превращение реагентов в продукты и превращение продуктов обратно в реагенты происходят одновременно с одинаковой скоростью; состояние баланса

обратимая реакция

химическая реакция, которая может протекать как в прямом, так и в обратном направлении при данных условиях

Решения

Ответы на упражнения по химии в конце главы

1. Реакция может протекать как в прямом, так и в обратном направлении.

3. Когда система достигает равновесия, дальнейших изменений концентраций реагентов и продуктов не происходит; реакции продолжают протекать, но с эквивалентными скоростями.

5. Понятие равновесия не предполагает равных концентраций, хотя и возможно.

Обратимые реакции — Обратимые реакции — AQA — GCSE Combined Science Revision — AQA Trilogy

В некоторых химических реакциях продукты реакции могут реагировать вместе с образованием исходных реагентов.Эти реакции называются обратимыми реакциями. Их можно представить следующим образом:

A + B ⇌ C + D

Символ ⇌ имеет две половины стрелки, по одной в каждом направлении. Он используется в уравнениях, показывающих обратимые реакции:

1.0.$0.$1.$3″>
• прямая реакция – это та, которая идет вправо
• обратная реакция – это та, которая идет влево

Реакционная смесь может содержать реагенты и продукты, и их пропорции могут быть изменены путем изменения условий реакции.

Пример

Хлорид аммония

Хлорид аммония представляет собой белое твердое вещество. При нагревании разлагается с образованием аммиака и хлористого водорода. Когда эти два газа достаточно остынут, они реагируют вместе, снова образуя хлорид аммония.

Эту обратимую реакцию можно смоделировать как:

0.$0.$1.$9″> хлорид аммония ⇌ аммиак + хлористый водород

NH ₄ Cl(s) ⇌ NH ₃ (г) + HCl(г)