Состояние - химическая система
Cтраница 2
В заключение этого параграфа отметим, что изучение закономерностей, управляющих химическим равновесием, очень важно для понимания химии вообще. Константа равновесия - это та характеристика химической системы, которая позволяет судить о том, будет ли протекать та или иная химическая реакция. Хотя по равновесию судят о некотором состоянии химической системы, косвенно в этой информации содержатся сведения и о процессе, о направлении самопроизвольного процесса. Дело в том, что каждый химический процесс может идти лишь в направлении достижения состояния равновесия, соответствующего данным условиям. Это означает, что, зная, каким должно быть состояние равновесия в данных условиях, мы можем предсказать, в каком направлении будут протекать химические превращения в топ пли иной системе. [16]
Аналогия с понятием элемент является очевидной. Но так как в каждом конкретном случае речь идет об определенной области состояний сложной химической системы, а ее разбиение на элементы опирается па конкретную совокупность знаний и преследует определенную, характерную для данной задачи цель, наше понятие значительно уже обычного. При наличии таких изменений в список элементов необходимо включить электроны и допустить, что их число в химическом соединении элементов может быть не только положительным, но и отрицательным. [17]
Величина AS, a поэтому и ДС, сильно зависит от концентрации реагирующих веществ. Ввиду этого для оценки влияния температуры на данный процесс и для возможности сравнения термодинамических характеристик различных реакций необходимо исходить из сопоставимых ( стандартных) состояний химических систем. [18]
Теоретический аппарат для описания фазовых переходов, индуцированных шумом, разработан для пространственно-однородных систем. В подобных экспериментах перечисленные выше реагенты накачиваются в реактор с постоянной скоростью из резервуаров, содержащих химические реагенты с определенной концентрацией. Перемешивание реагентов производится механическим способом в быстро вращающемся смесителе. Реактор снабжен устройствами, контролирующими постоянство объема реакции, а температура поддерживается постоянной с помощью термостата. Состояние химической системы описывается измеренными значениями переменных состояния, таких, как окислительно-восстановительный потенциал или оптическая плотность среды на заданной длине волны оптического излучения. [19]
Но в ходе прямой реакции с увеличением концентрации хлороводорода начинает возрастать скорость обратной реакции, кривая постепенно поднимается вверх и где-то обязательно должна пересечь кривую зависимости скорости прямой реакции от времени. Очевидно, что с момента времени, соответствующего пересечению этих кривых, скорости прямой и обратной реакций становятся одинаковыми и уже не изменяются с течением времени. Тогда количества водорода и хлора, превращающихся в хлорозодород в единицу времени, равны количеству хлороводорода, превращающегося в ту же единицу времени в водород и хлор. Такое состояние реакционной химической системы называется химическим равновесием. В этом состоянии состав системы остается с течением времени неизменным, однако это обусловлено не отсутствием взаимодействия, а результатом протекания противоположно направленных химических процессов с одинаковыми скоростями. Таким образом, химическое равновесие является равновесием подвижным, или динамическим. [20]
 |
Кривые скорости образования ( вверху и разложения ( внизу иодоводорода. [21] |
Этот геометрический факт отражает чрезвычайно важное изменение в ходе реакции. В момент времени, отвечающий пересечению кривых скоростей прямой и обратной реакций, скорости эти становятся одинаковыми. Следовательно, в таких условиях количество образующегося иодоводорода будет равно количеству его, разлагающемуся на водород и иод. Точно так же количества водорода и иода, связываемые в иодоводород, будут равны количествам их, выделяющимся в результате разложения иодоводорода. Такое состояние реакционной химической системы называется химическим равновесием. При данных условиях химический состав системы остается неизменным. Эта неизменность состава не означает отсутствия взаимодействия, а является результатом одновременного течения реакции в прямом и обратном направлениях с одинаковыми скоростями. В настоящее время можно, пользуясь методом меченых атомов, измерить скорости реакций в условиях равновесия и экспериментально подтвердить этот вывод. [22]
Страницы: 1 2