II. Cân bằng hóa học

Nội dung bài giảng

II. Cân bằng hóa học

1. Phản ứng thuận nghịch :

Là phản ứng mà trong cùng điều kiện phản ứng xác định có thể đồng thời xảy ra theo hai chiều ngược nhau : aA + bB $\to$ cC + dD

Chiều thuận là chiều các chất ban đầu tham gia phản ứng với nhau để tạo thành sản phẩm ( ) ; chiều nghịch là chiều các chất sản phẩm phản ứng với nhau tạo thành các chất ban đầu ( ).

2. Cân bằng hóa học :

Là trạng thái của hệ phản ứng thuận nghịch, khi tốc độ phản ứng thuận và nghịch bằng nhau.

● Ở trạng thái cân bằng nồng độ các chất trong hệ phản ứng không bị thay đổi theo thời gian.

● Cân bằng hóa học là một cân bằng động vì khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng thì phản ứng thuận và nghịch vẫn tiếp tục xảy ra với tốc độ như nhau.

3. Hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch (K_C) :

● Đối với hệ phản ứng thuận nghịch tổng quát dạng :

aA + bB$\to$cC + dD

K_C = =

Trong đó là nồng độ mol/l của các chất A, B, C, D ở trạng thái cân bằng.

● Đối với hệ phản ứng thuận nghịch dị thể (hệ gồm chất rắn và khí) hoặc (hệ gồm chất rắn và chất tan trong dung dịch) thì nồng độ của chất rắn được coi là hằng số (không có trong biểu thức tính K_C)

aA (k) + bB (r)$\to$ cC (k) + dD (r) K_C =

● Hằng số cân bằng của một phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.

● Đối với một phản ứng xác định, nếu thay đổi hệ số các chất trong phản ứng thì giá trị hằng số cân bằng cũng thay đổi.

Ví dụ :

N₂ (k) + 3H₂ (k)$\to$ 2NH₃ (k) K₁ =

N₂ (k) + H₂ (k)$\to$ NH₃ (k) K₂ =

K₁ K₂ và K₁ = K

 

4. Sự chuyển dịch cân bằng hóa học :

a. Khái niệm : Sự chuyển dịch cân bằng là sự phá vỡ trạng thái cân bằng cũ để chuyển sang trạng thái cân bằng mới do các yếu tố bên ngoài (nồng độ, nhiệt độ, áp suất) tác động lên cân bằng.

b. Nguyên lí chuyển dịch cân bằng (Lơ Sa-tơ-li-ê) : Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng, khi chịu một tác động từ bên ngoài, như biến đổi nồng độ, nhiệt độ, áp suất, thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó. c. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học

● Ảnh hưởng của nồng độ :

- Khi tăng nồng độ một chất, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ chất đó.

- Khi giảm nồng độ một chất, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng nồng độ chất đó.

● Ảnh hưởng của nhiệt độ :

- Khi tăng nhiệt độ của hệ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt ( ).

- Khi giảm nhiệt độ của hệ, cân bằng chuyển dịch theo chiều tỏa nhiệt ( ).

● Ảnh hưởng của áp suất :

- Khi tăng áp suất của hệ , cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm số phân tử khí.

- Khi giảm áp suất của hệ , cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng số phân tử khí.

● Lưu ý : Đối với hệ phản ứng thuận nghịch mà có tổng số phân tử khí ở phản ứng thuận bằng tổng số phân tử khí ở phản ứng nghịch, thì áp suất không làm chuyển dịch cân bằng.