Geterogen sistemalar uchun fazalar qoidasi 1-§. Gomogen kimyoviy jarayonda muvozanat. Muvozanat sharoitlari. Le-Shatele printsipi

2-maruza. KIMYOVIY MUVOZANAT. LE-SHATELE PRINSIPI. MASSALAR TA'SIRI QONUNI VA UNING AMALDA QO‘LLANILISHI. GETEROGEN SISTEMALAR UCHUN FAZALAR QOIDASI


1-§. Gomogen kimyoviy jarayonda muvozanat. Muvozanat sharoitlari. Le-Shatele printsipi


Kimyoviy muvozanat. Muvozanat konstantasi. Toʻgʻri reaksiyaning tezligi vaqt oʻtishi bilan kamayadi, chunki reaksiyaga kirishuvchi A va B moddalarning konsentrasiyasi kamayib boradi. Teskari reaksiya tezligi ortib boradi. Chunki C va D moddalar konsentrasiyasi ortib boradi. Nihoyat, shunday payt keladiki, qarama–qarshi reaksiyalarning tezliklari tenglashadi (V₁ = V₂)
Q


k[A]^a ∙ [B]^b = k[C]^c ∙ [D]^d


aytar jarayonning toʻgʻri va teskari reaksiyalar tezligi teng boʻlgan holati kimyoviy muvozanat deyiladi. Bunda V₁ = V₂ boʻlgani uchun:

Bundan,

Km – muvozanat konstantasi.
Km – ning qiymati reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiati va haroratsiga bogʻliq, lekin aralashmaydigan moddalarning konsentrasiyasi, bosim va katalizatorga bogʻliq emas. Moddalarning muvozanat vaqtidagi konsentrasiyasi muvozanat konsentrasiyasi deyiladi.
Kimyoviy muvozanat qaror topganda reaksiya toʻxtamaydi, oʻzaro qarama–qarshi ikki jarayon orasida harakatchan (siljishi mumkin boʻlgan) kimyoviy muvozanat qaror topadi.
Barcha qaytar jarayonlar muvozanatga intiladi, bunda toʻgʻri va teskari jarayonlarning tezligi tenglashadi, natijada oʻzaro taʻsir qiluvchi tizimlardagi tarkibiy qismlarning nisbati jarayon shartlari oʻzgarguncha oʻzgarishsiz qoladi.
Muvozanat holati sistema oʻzgarmas tashqi sharoitda yuzaga keladigan holat deb hisoblanadi, bu vaqt ichida termodinamik parametrlarning oʻzgarmasligi va tizimdagi moddalar va issiqlik oqimlarining boʻlmasligi bilan tavsiflanadi.
Kimyoviy jarayonning maqsadli mahsulotining rentabelligi reaksiya tizimining barqaror muvozanat holatiga yaqinlashish darajasi bilan belgilanadi. Barqaror muvozanat quyidagi shartlarga javob beradi:
doimiy tashqi sharoitlarga ega boʻlgan tizimning muvozanat holatining oʻz vaqtida oʻzgarmasligi;
harakatchanlik, yaʻni tizimning muvozanat holatidan chetga chiqishiga sabab boʻlgan tashqi taʻsirni olib tashlaganidan keyin muvozanatni oʻz-oʻzidan tiklanishi; dinamik xarakter, yaʻni toʻgʻri va teskari jarayon tezligining tengligi tufayli muvozanatni barqaror saqlanishi;
muvozanat holatiga ham toʻgʻridan-toʻgʻri, ham teskari reaktsiyadan taʻsir oʻtkazish imkoniyati;
izobarik-izotermik jarayonlardagi Gibbs energiyasining minimal qiymati (dG = 0) va izoxorik-izotermik jarayonlardagi Gelmgolts energiyasi (dF = 0).
Tizimning barqaror muvozanat holatiga yaqinlashish darajasi Gibbs energiyasining oʻzgarishi va oʻzgarishning muvozanat darajasi bilan tavsiflanadi. Gibbs energiyasining ΔG oʻzgarishi, berilgan sharoitda reaksiya sodir boʻlishining termodinamik ehtimolini va uning borish mukammalligini aniqlaydi. ΔG ning kattaligi va tartibi tizimning muvozanat holatini baholashga imkon beradi. ΔG = 0 qiymati tizimning muvozanat holatiga mos keladi, agar ΔG > 0 boʻlsa, teskari reaktsiya, va ΔG < 0 boʻlsa, toʻgʻri reaktsiya holatiga javob beradi.