Reakciókinetika és kémiai egyensúly
Reakciókinetika és kémiai egyensúly
A témakör a reakciósebességet befolyásoló tényezőket, az ütközéselméletet, valamint az egyensúlyi állapot leírását és a Le Chatelier-elvet kéri számon.
Kulcsismeretek
- A reakciósebesség a koncentráció időegység alatti változása; függ a koncentrációtól, a hőmérséklettől, a felülettől, gázoknál a nyomástól és a katalizátortól.
- Ütközéselmélet: csak megfelelő energiájú (az aktiválási energiát meghaladó) és kedvező térállású ütközés vezet átalakuláshoz. A katalizátor csökkenti az aktiválási energiát.
- Dinamikus egyensúlyban az oda- és a visszaalakulás sebessége egyenlő, a koncentrációk állandóak, de a reakció nem áll le.
- Az egyensúlyi állandó: Kc = [termékek]^együttható / [reagensek]^együttható; a szilárd anyagok nem szerepelnek benne.
- Le Chatelier: a rendszer a zavarást ellensúlyozó irányba tolódik. A nyomásnövelés a kisebb gázmólszámú oldal felé, a hőmérsékletnövelés az endoterm irányba tol.
Kidolgozott példa
Az N2 + 3 H2 ⇌ 2 NH3 egyensúlyi elegyben [N2] = 0,50, [H2] = 0,30, [NH3] = 0,20 mol/dm³. Kc = (0,20)² / (0,50 · 0,30³) = 0,040 / 0,0135 ≈ 2,96. Ha a nyomást növeljük, az egyensúly az ammónia felé tolódik, mert 4 mol gázból 2 mol keletkezik.
Csapdák
- A katalizátor nem tolja el az egyensúlyi helyzetet, csak gyorsabban érhető el.
- A nagyobb sebesség nem jelent nagyobb egyensúlyi kitermelést.
- A hőmérséklet növelése mindkét irányt gyorsítja, de az egyensúlyt az endoterm irányba tolja.
- A Kc kifejezésébe csak a gáz- és oldott komponensek koncentrációja kerül.