화학 Equilibrium 이해

화학 평형은 원자재와 제품의 일정한 농도에 지도하는 동일한 비율에서 앞으로 그리고 반전 반응이 일어나는 동적인 국가입니다. 이 균형은 정전기를 지속적으로 인터콘vert가 아니라, 순 농도는 변하지 않습니다. 평형 상태는 원자로의 일정한 (K)에 의해 설명되어 있습니다. 제품 농도의 비율 (그것에 따라 다름)인 제품 농도 (차적으로 측정한)의 비율인 (b)에 대한 반응성 농도 (b)에 배열하는 (b)에 의하여 주어진 온도에: [b]를 위한 dt: [b]를 위한 dt: b] b)는, b)를 위한 b2: [b] b] b] b: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2: b2

K = [C]c]][D]]d] / [A]a]]]] [B] ]]

이 상수도는 반응의 범위의 양이 많은 측정을 제공합니다. 작은 K 호의 원자재가 작은 K 호의를 갖는 대형 K 호의 제품. 외부 변화가 이 평형이 연구 및 산업에 화학 반응을 제어하는 중앙에 영향을 미치는지 이해하십시오.

Le Châtelier의 원칙

Le Châtelier의 원칙은 1884 년 프랑스 화학자 인 Henri Louis Le Châtelier가 공식화 한 상태이며, 평형의 시스템이 농도, 온도, 또는 압력 (가스)의 변화에 따라 달라질 수 있으며, 시스템은 부분적으로 변화와 평형을 재구성하는 위치에 배치 할 것입니다. 원칙은 교대 방향을 예측하는 정성 도구입니다. 원자 농도 변화를 위해이 원칙은 명확한 지침을 제공합니다.

  • 응용:] 시스템은 추가 반응을 소비하고, 앞으로 반응을 호소하고 더 많은 제품을 생산할 수 있도록 합니다.
  • 응용:] 시스템은 제거된 반응을 대체하고, 역 반응을 호소하고 제품의 반응을 더 생산할 수 있도록 합니다.

핵심 아이디어는 농도 변화에 의해 부과 된 스트레스를 완화하기 위해 평형 "responds"입니다. 이 행동은 예측할 수 있으며 재현성이 있으며 화학 공정 설계의 코너스톤을 만듭니다. 더 읽기를 위해 Le Châtelier의 LibreTexts의 원리를 참조하십시오.

Reactants 추가의 효과

Q = K. Q의 원자로가 Q의 원자로가 증가하기 때문에 반응을 갖는 반응을 갖는 반응은 Q = K. 반응을 추가하는 경우 Q < K를 증가시키는 것이 좋습니다. 시스템의 경우, Q의 원자로가 증가하기 때문에 (방향 방향)에 초점을 맞추고 있습니다. Q = K. 반응을 추가하면 Q < K가 증가하기 때문에 반응을 갖게됩니다. 시스템은 Q의 변형이 증가하기 때문에 (방향 방향)에 따라 Q의 원자로를 변환하는 것이 더 높을 수 있습니다. K. 제품의 양은 Q의 양산에 더 높은 영향을 미칩니다.

예: 암모니아 합성 (Haber Process)

암모니아의 산업 합성을 고려하십시오 : [[FLT : 0]]N[FLT : 1]2[FLT : 2]](g) + 3H[[FLT : 3]]2[FLT : 4]](g) ☸ 2NH[[FLT : 5]]]]3[FLT : 6]]]]](g)[FLT : 7]]]]2[FLT : 8]]2[FLT : 9LT][FLT]]]][FLT]]]][FLT : 1]]][FLT]]]]]]][FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT : 1FLT

예: 수소 Iodide Formation

또 다른 고전 예: H2](g) + I]2](g) 宁波 2HI(g)]. 추가 H]2]]는 HLT의 변환에 의해 반응하는 수소의 수소의 수소의 수소의 수소의 수소의 수소의 증가를 갖는 것이 ]]의 양의 수소의 수소의 증가가 있다.]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]][FLT:

반응 인용 및 평형 교대의 양적 치료에 대한, ]Khan Academy의 반응 인용 을 참조합니다.

Removing Reactants의 효과

원자로가 평형에서 시스템에서 제거되면 종의 농도가 감소합니다. 이것은 반응 quotient Q > K (denominator가 더 작아집니다)를 만듭니다. 평형을 복원하기 위해 시스템은 왼쪽으로 이동하여 역방향 반응을 호소합니다. 제품은 누락 된 원자로를 재생하기 위해 소모됩니다. 결과는 제품 농도의 순 감소와 나머지 원자로의 농도의 증가입니다.

예: 암모니아 종합의 수소를 보충

H]2]2])는 반응기 (예를들면, 막을 통해 또는 다른 측응에서 소모되는 때문에, 원자로에서 선택적으로 제거됩니다. 암모니아 (NH3)는 N]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]][

예: Haber Process Reactant 비율

Haber 프로세스는 N]2]의 과잉을 사용하며, 스이치노미터 1:3 비율에 관계가 있습니다. 1개의 deliberately가 N2]] 피드를 감소하면, 시스템은 더 많은 N2]를 NH3]]]]]에서 더 낮은 의 반응을 할 수 있습니다. 이 반응은 모두의 방향을 제거할 수 있습니다.

양적 고려 : 반응 Quotient

반응기가 추가되거나 제거될 때 방향과 범위는 반응 quotient (Q)를 사용하여 예측될 수 있습니다. 어떤 순간에, Q = [제품 coefficients] / [reactants] ]coefficients]]]. K와 Q 비교는 저희에게 말합니다:

  • Q < K: 앞으로 반응은 호평을 받습니다 (시스템은 오른쪽으로 이동합니다).
  • Q > K: 역 반응이 호평 (시스템 교대 왼쪽).
  • Q = K : 시스템이 평형에 있습니다.

우리는 반응을 추가 할 때, 그것의 농도 증가, Q 더 큰에 대한 디노미네이터를 만들기 (그 반응에 대한 Q 표현의 디노미네이터에 나타납니다). 따라서 Q는 K보다 작아, 오른쪽 이동을 트리거. 우리가 반응을 제거 할 때, 디노미네이터는 감소, Q는 K보다 큰, 그리고 시스템의 이동. 이 양적 프레임 워크는 새로운 평형 농도를 계산 할 수 있습니다, 변경 후, LTLT의 일정을 사용 [] []]]의 일정을 참조.[]]]의 계산에 대한 자세한 내용은[[]]]]]를 참조하십시오.

Real‐World 응용

산업 화학 Synthesis

질소 농도를 제어하는 것은 많은 화학 공정에서 수율을 극대화하는 데 필수적입니다. Haber process ( 암모니아의 생산) 및 문의 process (황산의 생산) 지속적으로 원하는 제품에 대 한 원자재를 추가하고 제품을 제거에 의존합니다. 암모니아의 경우, unacted N[FLT:]]][FLT]]]]]][FLT]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]][FLT:]]]]]]]]]]]][FLT:[FLT

환경 화학 및 평형 제어

탄소 함량은 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소 함량이 낮아서, 탄소

바이오케미컬 시스템

생물, 효소 균질 반응은 종종 평형의 가까이에서 작동한다. 기판 및 제품의 농도는 대사 통로의 방향을 구동하기 위해 단단히 조절된다. 예를 들어, 글리콜리틱 통로에서 포도당 ‐ 6 ‐ 인산염의 변환은 이러한 대사 산물의 상대 농도에 의해 제어된다, 에너지 생산을 위해 필요한 평형을 이동.

실험실에서 실제적 인 징후

화학 물질은 종종 반응을 구동하는 반응 물질을 수동으로 조작합니다. 예를 들어, 에스테르 반응 (carboxylic acid + Alcohol 宁波 ester + water)에서 과잉을 첨가하여 산 또는 알코올이 평형을 오른쪽으로 이동하여 에스테르 수율을 증가시킵니다. 일반적으로 물 제거 (Dean-Stark Devices 또는 건조 대리인)은 제품에 대한 평형을 이동시킵니다. 이 기술은 다음과 같은 경제적 인 기술로 알려져 있습니다. [LT] [LT]] [LT]] [LT]] [LT]]] [LT]]] [LT]]] [LT]]]] [LT]]]] [LT]]]] [LT]]]]]]] [LT]]]]]]]]] [[[]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[[[[[]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

키 개념의 개요

  • 응용 원자재 제품으로 평평한 평평한 변화(forward reaction honored), 제품 농도 증가.
  • Removing reactants reactants(reverse 반응 호평)에 대한 평평한 변화, 제품 농도 감소 및 나머지 원자 수준 증가.
  • 변화 방향은 평평한 (K)와 반응 quotient (Q)를 비교하여 예측됩니다.
  • 이 원칙은 산업 공정 (해버 공정, 접촉 공정, Ostwald 공정), 환경 규제, 생화확한 통로 및 실험실 종합에 적용됩니다.
  • Le Châtelier의 원칙은 품질 지침이며 Q / K 관계는 새로운 평형 위치를 계산하기위한 양적 도구입니다.

원자로 농도 변화의 효과를 마스터하는 것은 효율적인 반응을 설계하는 화학자, 수율을 최적화하고 자연 및 산업 화학 시스템을 이해합니다. 더 탐험을 위해 Le Châtelier의 원칙과 같은 권위있는 리소스를 참조합니다.