echilibrul chimic

7/17/2019 Echilibrul Chimic

http://slidepdf.com/reader/full/echilibrul-chimic-5690922816f5d 1/4

ECHILIBRUL CHIMIC

Consideraţii teoretice

Într-o reacţie chimică reversibilă la un moment dat, în condiţii determinate detemperatură şi presiune se stabileşte starea de echilibru dinamic, caracterizată printr-o

compoziţie invariabilă în timp.

Reacţie chimică reversibilă - reacţie care poate decurge în ambele sensuri în cursul

căreia între participanţii la reacţie se poate stabili, în anumite condiţii de reacţie, un echilibru

chimic:

N2 !"2 ⇄2N"!

Starea de echilibru

• stare stabilă şi independentă de timp a unui sistem# în condiţii e$terioare constante#

%presiune, temperatură& se poate menţine timp nelimitat#

• prezintă mobilitate, adică revine spontan la starea iniţială, c'nd încetează acţiunea

perturbatoare#

• este rezultatul a două procese care se des(ăşoară cu viteze egale, dar în sensuri opuse aceasta

)usti(ic'nd caracterul dinamic al stării de echilibru.

Caracteristicile echilibrului chimic:

• reactanţii şi produşii de reacţie coe$istă, concentraţiile lor răm'n neschimbate *=∆c #

• reacţiile directă şi inversă decurg simultan şi cu viteze egale vd + vi *#

• viteza totală de reacţie este nulă pentru reacţia reversibilă vt + vd - vi + *.

chilibrul chimic se poate instala at't din direcţia reactanţilor c't şi din direcţia

produşilor de reacţie.

În continuare sunt prezentate c'teva tipuri de echilibre chimice:A. Echilibrul de protoliză se instalează într-o reacţie acido-bazică %reacţie cu trans(er de

protoni&:

/"!/00""-0"⇄ /"!/00-"!0 %disociere acid slab în apă&%!.1&

N"!"-0"⇄ N"0"⇄ N""0- %disociere bază slabă în apă&

%!.2&"/l Na0"⇄ Na /l- "0" %reacţia de neutralizare acid bază& %!.!&/"!/00Na"-0"⇄ /"!/00"Na0" %reacţia de hidroliză a unei sări&

%!.&



B. Echilibrul de precipitare se instalează între substanţa nedizolvată %greu solubilă& şi

soluţia saturată a respectivei substanţe greu solubile:

3a 2 %a4& 50-2 %a4& ⇄ 3a50 %s& %!.6&

→ e precipi tar

soluţie saturată (ioni⇄ substanţă nedizolvată) (s) ← ilizare so lub

7ormarea precipitatului are loc atunci c'nd la amestecarea a două soluţii cu ionii unei

sări greu solubile, produsul concentraţiilor acestor ioni este mai mare dec't produsul de

solubilitate, Ps al sării.

Ks + produsul concentraţiilor ionilor unei substanţe greu solubile, dizolvată în soluţia saturată

%constanta de echilibru a echilibrelor de solubilitate&:

8m3n %s& ⇄ m 8z %a4& n 3-z%a4& %!.9&

C. Echilibrul de oxido-reducere se stabileşte în cazul reacţiilor cu schimb de electroni,

între perechile redo$ corespondente:

z ne- ⇄ %z-n& %!.;&7e! e- 7e⇄

2 %!.<&3r 2* 2Na0"⇄ Na3r 10 Na3r -1 "20 %!.1*&

D. Echilibrul de formare a complecşilor se instalează în reacţia ionilor metalici %hidrataţi&

cu liganzii# în reacţia cu liganzii monodentaţi are loc treptat =dislocarea= moleculelor de apă:

>8g% "20&2? N"! ⇄ >8g%N"!&%"20&? "20 %!.11&>8g%N"!&%"20&? N"! ⇄ >8g%N"!&2? "20 %!.12&

Constante de echilibru

@entru o reacţie chimică generală în (ază de gaz:

n88 n33 ←

iv

d v

n// nAA %!.1.1&unde, n8,n3, n/ şi nA coe(icienţi stoechiometrici#

id vv , - viteza reacţiei directe, respectiv viteza reacţiei inverse.

condiţia cinetică de echilibru este ca vitezele celor două procese să (ie egale:

id vv = %!.1.2&

iar, condiţia termodinamică de echilibru la B+ct. şi @+ct. este ca variaţia entalpiei libere a

sistemului să (ie nulă:

*, =∆ P T G %!.1.!&



B

!C

nn

nn

c B

!C "

?>?>

?>?>

⋅

⋅=

legea acţiunii maselorCuldberg şi Daage %!.1.&

c # - constanta de echilibru în (uncţie de concentraţie, descrie în mod pre(erenţial echilibrele

chimice între substanţele a(late în soluţie# nc $mol # ∆

= ?E> .

Legea acţiunii maselor

Culdberg şi Daage au stabilit în anul 1;9F că raportul dintre produsul concentraţiilor

produşilor de reacţie la puteri egale cu coe(icienţii lor stoechimetrici şi produsul

concentraţiilor reactanţilor la puteri numeric egale cu coe(icienţii lor stoechiometrici este o

constantă, numită constantă de echilibru, # c %1.1.&.

B

!C

n

B

n

n

!

n

C p

p p

p p #

⋅

⋅=

!!.1.6&

p # - constanta de echilibru în (uncţie de presiunile parţiale, descrie echilibrele între partenerii

de reacţie gazoşi# n

P atm # ∆= ?> .

b Ba

d

!

c

C

%

% %

% % #

⋅

⋅=

%!.1.9& # $ + constanta de echilibru în (uncţie de (racţiile molare, descrie echilibrele între partenerii

de reacţie gazoşi.

# c & # p şi # % sunt dependente de temperatură.

unde, p& % 'i c reprezintă presiunea parţială, (racţia molară şi concentraţia molară a unui

component la echilibru.

7olosind relaţiile: P % p ii ⋅=

%!.1.F&

T Rc p ii ⋅⋅= %!.1.;&unde, @ - presiunea totală a amestecului gazos,

G +;,!1 >HEmolIJ?+1,<;F >calE molIJ? şi reprezintă constanta generală a gazelor,

B temperatura absolută, >J? .

Gelaţia între cele trei constante de echilibru:

n

c

n

% p RT # P # # ∆∆== &%

%!.1.<&



n∆ - reprezintă variaţia stoechiometrică a numărului de moli în reacţia chimică,

( ) B !C nnnnn +−+=∆ %!.1.1*&

dacă, c % p # # # n ===∆ ,*

.

Factorii care influenţează echilibrul chimic

• /oncentraţia - odi(icarea concentraţiei unuia din componenţii amestecului de reacţie, va

determina des(ăşurarea reacţiei chimice în sensul care se consumă substanţa adăugată#

• Bemperatura - /reşterea temperaturii unui sistem în echilibru %la p + constant& (avorizează

reacţia ce consumă căldură %endotermă& şi de(avorizează reacţia ce se produce cu dega)are de

căldură %e$otermă&. Geacţiile reversibile, dacă sunt endoterme într-un sens, sunt e$oterme în

sensul invers#• @resiunea - ste caracteristică reacţiilor de echilibru în (ază gazoasă care se produc cu variaţie

de volum. /reşterea presiunii %la t* / + constant& determină deplasarea echilibrului în sensul

concentraţiei de volum, echivalent cu micşorarea numărului de moli.

• p"-ul ste caracteristica reactiilor de echilibru in care se (ormeaza un acid sau o baza.

echilibrul chimic

Documents