УНИВЕРЗИТЕТ У НИШУ
ФАКУЛТЕТ ЗАШТИТЕ НА РАДУ
Семинарски рад
Хемијска равнотежа
Назив предмета:
Хемијски параметри радне и животне средине
Ниш, Јун 2014.
Ментор:
Студенти:
Др. Данило Поповић
1. УВОД
Најранији покушаји да се објасни тежња за дешавањем неке реакције били су
изражавани изразима афинитета реагујуће супстанце. Многе реакције су
реверзибилне, што значи да се могу дешавати у једном и у другом правцу, зависно
од експерименталних услова.
Код таквих реакција постиже се стање равнотеже при коме је реакција недовршена.
Мислило се да је та равнотежа статичка и да у том стању све реакције престају. На
основу
својих разматранја механизма естерификације алкохола концентрованом сумпорном
киселином, Wиллиамсон (1850) је дошао до закључка да је хемијска равнотежа
динамичка, а реакције изгледају стационарне услед тога што се и директни
и супротни процеси дешавају истом брзином.
Да би се разумела права природа афинитета, није било довољно познавати први
закон термодинамике, који подразумева само топлоту реакције ΔH као покретачку
енергију хемијске реакције.
Право мерило афинитета и спонтаности хемијских реакција везано је за други закон
термодинамике.
Спонтани процеси су праћени смањењем слободне енталпије ( ΔG<0) и повећањем
ентропије ( ΔS>0).
Термодинамичка равнотежа: сви процеси (и физички и хемијски) у
природи одигравају се због тежње система да постигне равнотежно стање у коме
остварује максимум ентропије и минимум слободне енталпије (енергије).
1
2. Динамичка природа равнотеже
У хемијским терминима, процес растварања шећера у леденом чају може се
представити једначином:
(s) =чврсто стање
(аq) = водени раствор
Додавањем нових молекула шећера у ледени чај, број растворених молекула у чају
се повећава до тачке када почиње да се дешава обрнут процес (тј.
кристализација шећера из чаја):
Две стрелице означавају различите правце, што указује да је процес реверзибилан
(повратан).
Дужина ове две стрелице показује брзину којом се ова два процеса дешавају.
Ако се број молекула шећера у чају наставља повећавати, брзина супротног
процеса се повећава док се не достигне изједначавање са брзином отапања,
брзина1= брзина2.
У овој тачки, достигнуто је стање равноте стање равнотежее и нема никакве
промјене у чаши зашећереног чаја.
3
3. Хемијска равнотежа
Исти концепт равнотеже важи за хемијске реакције. На пример, угљен - диоксид је
отпадни продукт у реакцијама које воде стварању енергије у ћелији.
Он реагује са водом у крви и ствара карбонску
киселину (угљичну киселину ) H
2
CO
3
Са повећањем концентрације карбонске киселине, повећава се брзина повратне
реакције док се не изједначи са брзином настанка.
Овим се успоставља равнотежа између раствореног угљен диоксида и карбонске
киселине у крви:
У било ком систему у равнотежи, реакције у оба правца дешавају се
континуирано и једнаким брзинама.
Хемијска равнотежа представља једно динамичко стање у којем је брзина
полазне реакције једнака брзини повратне реакције.
Једино што је једнако у хемијској равнотежи јесу
брзине реакција.
4
4. Константа равнотеже
