Πώς επηρεάζει η θερμοκρασία το KEQ μιας αντίδρασης;

Η θερμοκρασία έχει σημαντικό αντίκτυπο στη σταθερά ισορροπίας, KEQ, μιας αντίδρασης. Εδώ είναι:

1. Η σχέση:

* για εξωθερμικές αντιδράσεις (ΔH <0): Η αύξηση της θερμοκρασίας μετατοπίζει την ισορροπία προς τα αριστερά, ευνοώντας τα αντιδραστήρια. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το σύστημα θέλει να ανακουφίσει το άγχος της προστιθέμενης θερμότητας καταναλώνοντας μερικά από αυτά, κάτι που συμβαίνει μετατοπίζοντας πίσω προς τα αντιδραστήρια. Κατά συνέπεια, το KEQ μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

* για ενδοθερμικές αντιδράσεις (ΔH> 0): Η αύξηση της θερμοκρασίας μετατοπίζει την ισορροπία στα δεξιά, ευνοώντας τα προϊόντα. Το σύστημα απορροφά τη θερμότητα για να ανακουφίσει την τάση, πράγμα που σημαίνει ότι ευνοεί την αντίδραση που παράγει θερμότητα, την αντίδραση προς τα εμπρός. Επομένως, το KEQ αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

2. Van't Hoff Εξίσωση:

Η σχέση μεταξύ θερμοκρασίας και KEQ ποσοτικοποιείται από την εξίσωση Van't Hoff:

`` `

LN (K2/K1) =-ΔH °/R * (1/t2 - 1/t1)

`` `

όπου:

* Οι K1 και K2 είναι οι σταθερές ισορροπίας σε θερμοκρασίες Τ1 και Τ2, αντίστοιχα.

* ΔH ° είναι η τυπική αλλαγή ενθαλπίας της αντίδρασης.

* R είναι η ιδανική σταθερά αερίου.

3. Βασικά σημεία:

* Η αλλαγή στο KEQ με θερμοκρασία σχετίζεται άμεσα με την αλλαγή ενθαλπίας (ΔH °) της αντίδρασης.

* Μια μεγάλη αλλαγή ενθαλπίας οδηγεί σε μια πιο σημαντική αλλαγή στο KEQ με θερμοκρασία.

* Η εξίσωση Van't Hoff είναι ένα ισχυρό εργαλείο για την πρόβλεψη του τρόπου με τον οποίο η θερμοκρασία επηρεάζει την ισορροπία μιας αντίδρασης.

Συνοπτικά:

* Εξοθερμικές αντιδράσεις: Υψηλότερη θερμοκρασία ευνοεί τα αντιδραστήρια, μικρότερα keq.

* ενδοθερμικές αντιδράσεις: Η υψηλότερη θερμοκρασία ευνοεί τα προϊόντα, το μεγαλύτερο KEQ.

Παράδειγμα:

Εξετάστε τη διαδικασία Haber για σύνθεση αμμωνίας:

N2 (g) + 3H2 (g) ⇌ 2nh3 (g) ΔH <0 (εξωθερμική)

Η αύξηση της θερμοκρασίας θα μετατοπίσει την ισορροπία προς τα αριστερά, ευνοώντας τα αντιδραστήρια (N2 και H2). Αυτό σημαίνει ότι η απόδοση της αμμωνίας (NH3) θα μειωθεί σε υψηλότερες θερμοκρασίες.

Σημαντική σημείωση: Η επίδραση της θερμοκρασίας στο KEQ είναι μόνο ένας παράγοντας που μπορεί να επηρεάσει το αποτέλεσμα μιας αντίδρασης. Άλλοι παράγοντες όπως η πίεση, η συγκέντρωση και οι καταλύτες μπορούν επίσης να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο.