Элементы химической термодинамики и кинетики. Письменко В.Т. - 39 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

39
ва CO
2
, СО и Н
2
О снова получить бензин. Эти процессы получили название не-
самопроизвольных или необратимых. В принципе заметим, что косвенными
путями можно вернуть систему в первоначальное состояние, однако при этом
неизбежно придется провести какие-то энергетические изменения в окру-
жающей среде. Так, из
СО
2
, СО и Н
2
О можно синтезировать бензин, из воды
снова получить водород и кислород, но самопроизвольно эти процессы про-
текать не будут и потребуют и затрат энергии, и, чаще всего, придется про-
водить их обходными путями.
Таковы характерные черты самопроизвольных и необратимых процес-
сов.
Тем не менее, существуют реакции, в которых образовавшиеся продукты
взаимодействуют друг с другом, образуя исходные вещества. Например, при
температуре 810
0
С взаимодействие диоксида углерода с водородом протека-
ет обратимо:
СО
2газ
+ Н
2газ
↔ СО
газ
+ Н
2
О
газ
.
В этом состоянии концентрации исходных веществ и продуктов не меняются,
тем не менее, обе реакции (прямая и обратная) продолжают протекать. Про-
сто у них одинаковы скорости образования монооксида углерода с водой и
диоксида углерода с водородом (количество прореагировавших исходных
веществ и образовавшихся исходных же веществ по обратной реакции за од-
но и то же время одинаково).
Это состояние подобно тому, которое осуществляется в бассейне с во-
дой, в который по одной трубе вода поступает, а по другой выливается. Если
поступление воды в бассейн равно ее расходу, то количество воды (уровень)
в нем перестает изменяться.
Установившееся равновесие может сохраняться как угодно долго, но
достаточно извне изменить какой-либо параметр состояния (температуру, со-
став, например), как автоматически нарушится равновесие и изменятся кон-
центрации всех веществ. Со временем система перейдет в новое равновесное
состояние, которому будут соответствовать новые равновесные концентра-
ции всех веществ. Явление перехода системы из одного равновесного со-
стояния в другое называют смещением или сдвигом равновесия.
В нашем (вышеприведенном) примере, если увеличить концентрацию
монооксида углерода или воды (или понизить температуру), то увеличатся
концентрации исходных веществ.
Чтобы тот или иной процесс был обратим, необходимо чтобы он был
равновесным, т.е. в системе одновременно протекали бы оба процесса: пря-
мой и обратный при данных условиях.
Характерной особенностью обратимых реакций является то, что они не
доходят до конца: до превращения последней частицы исходного вещества в
продукты реакции, если продукты реакции не удаляются из системы.
Тем не менее, существуют ложные или кажущиеся равновесия, кото-
рые не являются таковыми в термодинамическом смысле. Например, если
при обычных условиях (25
0
С) смешать газообразные водород или кислород и

Страницы