Съдържание
- TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
- Реакционни проценти
- равновесие
- Принцип на Le Chateliers
- Топлина и равновесие
Някои химически реакции - като изгаряне на дърва или взрив на TNT - отделят топлина в околната среда. Химиците наричат тези екзотермични реакции.Повишаването на температурата влияе на екзотермичната реакция по два различни начина: чрез промяна на скоростта на реакцията и чрез промяна на баланса между продуктите и реагентите в края на реакцията.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Най-общо казано, реакцията ви ще се ускори, защото по-високата температура означава повече топлина и енергия във вашата система. В някои случаи обаче повишаването на температурата може да промени равновесието и да предотврати появата на част от реакцията ви.
Реакционни проценти
Почти всички реакции преминават по-бързо с повишаване на температурата - включително екзотермични реакции. Реакцията между кислорода във въздуха и химикалите в върха на кибрит например е толкова бавна при стайна температура, че сякаш нищо не се случва. Когато загреете върха на мача, като го ударите върху лентата на нападателя върху кутията, обаче температурата се повишава и с нея скоростта на реакцията, докато не изгори с горещ пламък. Като цяло, колкото повече повишавате температурата на екзотермична реакция, толкова по-бързо тя ще премине.
равновесие
Повечето химични реакции могат да вървят и в двете посоки, което означава, че те могат да текат напред и да преобразуват реагентите в продукти или да вървят обратно и да превръщат продуктите в реагенти. Докато реакцията протича напред, реагентите постепенно се изчерпват, докато продуктите започват да се натрупват, така че напредната реакция се забавя, докато обратната реакция се ускорява. В крайна сметка скоростите на предната и обратната реакции са еднакви, така че въпреки че реакцията продължава да протича, количествата продукти и реагенти не се променят. Това стационарно състояние се нарича равновесие.
Принцип на Le Chateliers
Съотношението на реагентите и продуктите в равновесно състояние зависи от специфичната химическа реакция. За нещо като огън, например, малко, ако някой от реагентите се остави в равновесие, докато за нещо като реакцията между азот и водород за получаване на амоняк, много реагенти могат да бъдат оставени в равновесие. Принципът на Le Chateliers основно казва, че всички химически системи искат да стигнат и да останат в равновесие. Ако добавите продукти за реакция към химическа система при равновесно състояние, можете да очаквате, че известно количество продукт ще се превърне в реагенти, докато ако добавите реагенти, известно количество реагенти ще се превърнат в продукти, така че равновесието да се поддържа.
Топлина и равновесие
За екзотермична реакция топлината по същество е продукт на реакцията. В съответствие с принципа на Le Chateliers, ако повишите температурата, увеличавате количеството на продуктите и така премествате баланса при равновесие обратно към реагентите, което означава, че ще има повече реагенти, оставени в равновесие. Колкото по-висока е температурата, толкова повече балансът при равновесие се измества обратно към реагентите. Известен пример е реакцията между водород и азот за получаване на амоняк. Реакцията е толкова бавна при стайна температура, че нищо не се случва. Ако увеличите температурата, за да ускорите реакцията, балансът при равновесие се измества обратно към реагентите и се получава много малко амоняк.