Bosimning ta'siri - 2. Kimyoviy muvozanat. Le-Shatel’e prinsipi. Massalar ta'siri qonuni va uning amaliy qo'llanilishi....

Bosimning ta'siri. Sistemada gaz moddalari ishtirok etsa, bosim ahamiyatga ega bo'ladi, chunki bosimning o'zgarishi konsentrasiyaning o'zgarishi demakdir. Le-Shatelye prinsipiga muvofiq bosimning ortishi, muvozanatni gaz aralashmasidagi molekulalar umumiy sonining kamayishiga va demak, sistemada bosimning kamayishiga olib keladigan reaksiya tomonga siljitadi. Aksincha, bosim kamaytirilsa, muvozanat gaz molekulalarining umumiy sonining ortishiga va natijada sistemada bosimning ortishiga sabab bo'ladigan reaksiya tomonga siljiydi. Masalan:
Bu reaksiyada bir molekula azot bilan uch molekula vodoroddan faqat ikki molekula ammiak hosil bo'ladi. Bunda molekulalar soni kamaygani uchun bosimning ko'tarilishi reaksiya muvozanatini o'ngga-ammiak hosil bo'lishi tomoniga siljitadi. Aksincha, bosim kamayganda, muvozanat chapga ammiak parchalanadigan tomonga siljiydi.
Gaz moddalarning hajmi o'zgarmaydigan jarayonlarda bosim muvozanatga ta'sir ko'rsatmaydi.
Kimyoviy muvozanat qonunlarini o'rganish qaytar kimyoviy reaksiyalarni boshqarishda va ulardan ko'proq mahsulot olishda katta ahamiyatga egadir.
∆V < 0 da bosim ko'tarilganda muvozanat holati o'ngga, ∆V > 0 da chapga, ∆V = 0 da bosim muvozanatning siljishiga ta'sir qilmasligida tizim hajmining o'zgarishi, yuqoridagi belgilar bilan belgilanadi.
3 -rasm. Qaytar reaktsiyalar uchun muvozanat konvertatsiya darajasining bosimga bog'liqligi.
Quyidagi tur reaktsiyalar uchun
(7) tenglama uchun bosimning oshishi muvozanatni o'ngga, (8) uchun – chapga siljitadi va (9) tenglamada muvozanat bosimga nisbatan o'zgarmaydi.
Bosim muvozanat holati uchun muhim omil bo'lgan reaktsiyaga misol keltiraylik. Bu gaz fazasida sodir bo'ladi:
2NO2 (g) N2O4 (g)
Xona haroratida NO2 qora qo’ng’ir rang gaz (ko'pincha "qo’ng’ir" gaz deb ataladi). Uning dimerizatsiyasi mahsuloti N2O4 rangsiz. Ikkala gaz ham normal sharoitda aralashmada mavjud, ya'ni kimyoviy muvozanatda bo’ladi.
Agar shunday muvozanat kimyoviy tizimidagi bosim oshirilsa, u holda muvozanat o'ng tomonga - N2O4 hosil bo'lish tomon siljiydi. Gap shundaki, [NO2] va [N2O4] konsentratsiyasining bir vaqtning o'zida oshishi bilan to'g'ri reaktsiya ustunlikka ega bo'ladi. Uning kinetik tenglamasida [NO2] konsentratsiyasi kvadratga teng:
vtog’. = k1[NO2]2; vhosil. = k2[N2O4]
Natijada muvozanatning o'ng tomonga siljishini tajriba yo'li bilan kuzatish mumkin: gazlar aralashmasi siqilganida u yorqimlashadi, chunki rangli NO2 kontsentratsiyasi pasayadi va rangsiz N2O4 kontsentratsiyasi oshadi (5-rasm).
5- rasm. Borayotgan bosim (P2> P1) bilan muvozanat aralashmasidagi umumiy molekulalar soni kamayadi - tizim bosimning oshishiga "qarshilik ko'rsatadi": a) tizimda ko'proq NO2 molekulalari mavjud (aralash qoramtir rangga bo'yalgan); b) NO2 molekulalarining bosimi oshganidan keyin kamroq bo'ladi (rang zaiflashadi).
Ammo, agar reaksiyada ba'zi gazlar chiqmasa, bosimning o'zgarishi eritmadagi muvozanat reaktsiyalariga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi,. Haqiqat shundaki, suyuqliklar bosim ostida deyarli siqilmaydi va ularda erigan reaktivlarning kontsentratsiyasi deyarli o'zgarmaydi (agar ular gazli reaktivlar bo'lmasa).
|