08:28:3513/12/2019
Vậy cân bằng hóa học là gì? Nguyên lý Lơ Satơliê [Le Chatelier] xét sự chuyển dịch cân bằng hóa học được phát biểu như thế nào? Các yếu tố nhiệt độ, nồng độ, áp suất và chất xúc tác ảnh hưởng tới sự dịch chuyển cân bằng hóa học ra sao? Cân bằng hóa học có ý nghĩa gì trong sản xuất hóa học? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
I. Phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch và cân bằng hóa học
1. Phản ứng một chiều
- Phản ứng một chiều là phản ứng chỉ xảy ra theo 1 chiều từ trái sang phải [dùng 1 mũi tên chỉ chiều phản ứng].
* Ví dụ:
2. Phản ứng thuận nghịch
- Phản ứng thuận nghịc là những phản ứng trong cùng điều kiện xảy ra theo 2 chiều trái ngược nhau [dùng mũi tên 2 chiều chỉ phản ứng].
* Ví dụ:
3. Cân bằng hóa học
- Xét phản ứng thuận nghịch:
H2[k] + I2[k]
- Sự biến đổi của tốc độ phản ứng thuận vt và phản ứng nghịch vn được xác định như đồ thị sau:
- Định nghĩa: Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
- Cân bằng hóa học là một cân bằng động.
- Ở trạng thái cân bằng, trong hệ luôn luôn có mặt các chất phản ứng và các chất sản phẩm.
II. Sự chuyển dịch cân bằng hóa học
- Định nghĩa: Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự dịch chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do tác động từ các yếu tố bên ngoài lên cân bằng
III. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học
1. Ảnh hưởng của nồng độ
- Thí nghiệm: C[r] + CO2[k]
- Khi tăng CO2 thì cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận [chiều làm giảm CO2].
- Khi giảm CO2 thì cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch [chiều làm tăng CO2].
• Kết luận:
- Khi tăng hoặc giảm nồng độ một chất trong cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động của việc tăng hoặc giảm nồng độ của chất đó.
- Lưu ý: Chất rắn không làm ảnh hưởng đến cân bằng của hệ.
2. Ảnh hưởng của áp suất
- Thí nghiệm: N2O4[khí, không màu]
- Khi P tăng, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm áp suất, hay chiều nghịch.
- Khi P giảm, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng áp suất, hay chiều thuận.
• Kết luận:
- Khi tăng hoặc giảm áp suất chung của hệ cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động của việc tăng hoặc giảm áp suất đó.
- Lưu ý: Khi số mol khí ở 2 vế bằng nhau [hoặc phản ứng không có chất khí] thì áp suất không ảnh hưởng đến cân bằng.
3. Ảnh hưởng của nhiệt độ
• Phản ứng thu nhiệt và phản ứng tỏa nhiệt:
- Phản ứng thu nhiệt là phản ứng lấy thêm năng lượng để tạo sản phẩm. Kí hiệu ΔH>0.
- Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng mất bớt năng lượng. Kí hiệu ΔH 0
- Phản ứng nghịch tỏa nhiệt vì ΔH = −58kJ 0 [1]
CO[k] + H2O[k]
CO[k] + H2O[k]