Состояние химического равновесия
Состояние химического равновесия — это состояние обратимой системы, в котором скорости прямой и обратной реакций становятся равными. При этом реакции не прекращаются, но состав системы внешне остаётся постоянным.
Равновесие устанавливается только в обратимой реакции, которая протекает одновременно в прямом и обратном направлениях. В начале реакции обычно преобладает прямое превращение: исходных веществ много, а продуктов мало. По мере накопления продуктов скорость обратной реакции возрастает, а скорость прямой реакции уменьшается. Наконец, скорости сравниваются.
В системе \(\mathrm{N_2+3H_2\rightleftharpoons 2NH_3}\) азот и водород превращаются в аммиак, а аммиак одновременно разлагается обратно. В состоянии равновесия за один и тот же промежуток времени образуется столько же молекул \(\mathrm{NH_3}\), сколько распадается, поэтому концентрации всех веществ постоянны.
Равенство скоростей не означает равенство концентраций или одинаковое количество веществ. В равновесии концентрации постоянны, но они могут быть различными. Также равновесие не является остановкой реакции: на микроскопическом уровне оба направления продолжаются.
Равновесие называют динамическим, потому что в системе постоянно идут противоположные превращения. Его положение зависит от температуры, давления и концентраций; изменение этих условий нарушает равенство скоростей. Направление смещения можно определить по условию химического равновесия и правилам влияния внешних факторов. Само динамическое состояние подробнее рассматривается на странице «Динамическое равновесие».
Что происходит с реакциями в состоянии химического равновесия?
Главное
- Химическое равновесие устанавливается в обратимой реакции при равенстве скоростей прямого и обратного процессов.
- Реакции продолжаются, но равновесные концентрации веществ остаются постоянными.
- Равенство скоростей не означает равенства концентраций и не означает прекращения реакций.