If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:7:57

Видео транскрипция

В това видео ще разгледаме една примерна реакция, като използваме принципа на Льо Шателие-Браун. Ще приложим принципа на льо Шателие-Браун, за да видим различните промени в реакцията, които настъпват, когато изведем процеса от равновесие. Само да припомня какво имам предвид, когато казвам, че една реакция е в равновесие Това означава, че имаме обратима реакция. Имаме права реакция с някаква скорост К. И имаме обратна реакция с някаква скорост и те са в динамично равновесие. Тази скорост е равна на тази, така че всички концентрации се запазват постоянни, и после ние можем да определим какво се случва, когато добавим някакво количество въглероден диоксид. Добавяме газообразен въглероден диоксид, концентрацията на въглеродния диоксид се повишава, или може да го разглеждаш, че парциалното му налягане се повишава. И според принципа на Льо Шателие-Браун, когато имаме реакция в равновесие, и ѝ въздействаме, като добавим още СО2, тя ще се измести така, че да намали ефекта от въздействието. Това ще благоприятства обратната реакция, така че когато добавим СО2, ще се благоприятстват реагентите. Друг начин да разглеждаме това е като погледнем равновесната константа за процеса. Можем да напишем равновесната константа К, това е главна буква К. Малко е объркващо, но ще се опитам да го направя да изглежда като главно К. (смях) Можем да го запишем по два начина, като моларни концентрации, и тогава това е Кс е равно на произведението на концентрацията на продукта, концентрацията на СО2. Това е така, защото, когато пишем Кс, включваме концентрациите на газовете и течностите, но не включваме твърдите вещества. Тук Кс е просто концентрацията на СО2 при равновесно състояние. Ще запиша (eq), за да покажа, че това е при равновесно състояние. Но казах, че можем да я запишем и като парциални налягания, така че нашето главно К с индекс р, което означава, че вместо концентрации взимаме само парциалното налягане на газове. Тук имаме само парциално налягане на СО2, защото всички други вещества са в твърдо състояние, така че не ги включваме в равновесната формула. Записването на тези изрази е наистина полезно за нашето второ условие. Ще трябва да помислим какво се случва, когато увеличим обема на контейнера. Можем да преработим израза, така че да изразим парциалното налягане чрез обема, като използваме закона за идеалния газ, парциалното налягане на СО2 е равно на моловете СО2 по RT, делено на обема. Можем да преработим и моларната концентрация като молове, разделени на обема. Ако увеличим обема на съда, понеже обемът е в знаменателя, това ще понижи налягането, парциалното налягане на СО2 ще се понижи и ние вече няма да сме в равновесно състояние, това ваши и за концентрацията, тъй като нашата намеса намалява концентрацията на СО2, принципът на Льо Шателие казва, че нашата система ще опита да компенсира тази промяна. Ще се опита да се върне в равновесие и отново да повиши концентрацията на СО2, тоест ще благоприятства продуктите. Реакцията ще се измести по посока на продуктите, за да повиши моловете СО2, за да се върне отново към равновесната концентрация на СО2, и равновесното парциално налягане. В третия случай ще видим какво се случва, ако добавим газ аргон. Аргонът е инертен газ. Той няма да реагира с нищо. Единственото нещо, което ще се случи, когато добавим аргон, е, че ще се увеличи общото налягане в съда, което ще увеличи общото налягане. Но това не ни казва какво се случва с равновесието. Нека да погледнем отново равновесните концентрации Кс и Кр. Виждаме, че парциалното налягане за Кр зависи само от моловете СО2 и обема. Тук не се променят моловете СО2, нито обемът. И въпреки че се увеличи общото налягане, парциалното налягане на СО2 остава същото. Това означава, че не сме изместили системата от равновесното ѝ състояние, и щом не сме я извели от равновесие, тогава няма да има изместване. Ние все още сме в равновесие. Концентрациите ще останат същите. Какво ще стане, когато добавим още калциев карбонат? Това е нашият изходен материал и той е твърдо вещество. Изразът за равновесието се определя от концентрацията на СО2, така че добавянето на калциев карбонат, който е твърдо вещество, всъщност няма да изведе системата от равновесие. Реакцията остава в равновесно състояние и няма промяна в концентрациите. И сега ще разгледаме още нещо. Нека да помислим какво се случва, когато добавим катализатор. Да кажем, че искаме да ускорим реакцията. Можем да си представим какво се случва, когато добавим катализатор ако използваме енергийна диаграма. Ако имаме енергийна диаграма. Имаме енергия по оста х и виждаме разликата в енергията между реагентите или изходните вещества и продуктите и тук аз просто си измислих тези относителни енергии. Както е начертано тук, можем да видим, че енергията на изходните вещества е по-ниска и скоростта на правата реакция Кf, която е тук горе, се определя от активиращата бариера между изходните вещества и междинното състояние. Скоростта на обратната реакция, Кb, се определя от големината на тази енергийна бариера, тоест разликата между енергията на продукта и преходното състояние. Ако добавим катализатор към реакцията, можем да кажем, че той понижава активиращата енергия на реакцията и това означава, че се понижава енергийната бариера за правата реакция, така че правата реакция протича по-бързо, но това намалява също и бариерата за обратната реакция, и обратната реакция също се ускорява, Кb, а щом се ускоряват и двете реакции, и двете посоки, то добавянето на катализатор не изважда от равновесие процеса. Добавянето на катализатор не променя концентрациите. Основното нещо, което да запомниш от този пример, е това на мен ми се струва най-сложно, че когато добавяме инертен газ, той увеличава общото налягане, но не променя парциалното налягане. Това не извежда системата от равновесие и това важи също за твърди вещества и катализатори. Всички тези неща: инертен газ, твърди вещества и катализатори, не извеждат системата от равновесие.