Chimie

Dépendance de la température de l'équilibre chimique


Introduction

Au départ un constat qualitatif général et un exemple quantitatif concret pour le T-Dépendance de l'équilibre chimique considéré.

Vers 1887, environ 20 ans après que Guldberg et Waage ont introduit la loi d'action de masse, H. L. LeChatelier et K. F. Braun ont formulé la loi qualitative suivante.

Principe du Chatelier-Braunsches
Un équilibre chimique est toujours déplacé de telle manière qu'il est soumis à une contrainte externe sous la forme d'un T- ou p- Les esquives changent. Dans le cas d'une réaction exothermique, de la chaleur est dégagée, c'est-à-dire que l'enthalpie standard de réaction est négative. Si un tel mélange réactionnel d'équilibre est chauffé, les quantités de substance dans les produits diminuent et celles des éduits augmentent. Au cours du processus, de la chaleur est consommée, le système sous forme de contrainte externe T- Les esquives augmentent.
En conséquence, augmente pour une réaction endothermiqueT-Augmenter le rendement à l'équilibre aussi.

Pour le T-Dépendance de la constante d'équilibre K la décomposition du propan-1-ol dans l'acétone et l'eau en phase gazeuse

C.H3C.H2C.H2ôH(G)C.H3C.ôC.H3(G)+H2ô(G)

aboutit à la mesure en T-Zone 416 jusqu'à 492K les valeurs indiquées dans.

Tab.1
Mesuré K(T)-Valeurs
T/K416,7417,8422,7422,7433,4436,4444,8452,2
K0,1240,1320,1540,1560,2340,2760,3560,435
T/K452,2455,7464,3464,3472,8472,8491,6491,6
K0,4540,5250,6830,7480,9590,9751,571,59

Considération thermodynamique

La base de l'interprétation ou de l'évaluation des deux constatations ci-dessus sont les deux équations thermodynamiques de base de l'équilibre chimique :

dansK=-??rg°(T,p)R.Tavec ??rg°(T,p)=??rH°(T,p)-T??rS.°(T,p)

Les conclusions suivantes peuvent être tirées des deux équations :

  1. Fondamentalement, le T-Dépendance de la constante d'équilibre avec la T-Dépendance du travail de réaction standard ??rg° déterminer sous la forme de la différence??rH°-T??rS.°. Cela sera montré plus tard.
  2. Le signe de la différence ??rH°-T??rS.° est pour n'importe quelle température sans connaître l'exact T-Dépendance de l'enthalpie standard de réaction ??rH° et entropie standard de la réaction ??rS.° ne peut être déterminé. Le principe de LeChatelier-Braun est donc thermodynamique au moyen du quotient différentiel dansK/T interpréter.
  3. La combinaison des deux équations de base conduit àdansK=-??rH°R.1T+??rS.°R.=-??rH°1000KR.1000KT+??rS.°R.oui=-mX+bJusque là m et b l'équation dans le donné TL'intervalle de mesure est constant dansK proportionnel avec 1/T: Dans le dansK/T-1Dans le diagramme, les points de mesure sont donc sur une ligne droite. Pour la décomposition du propan-1-ol, cette linéarité est étudiéeT-Intervalle assez bien rempli, comme le montre (Fig. 1). L'enthalpie standard de réaction peut être déterminée à partir de la pente de la droite. Ce qui suit montre les circonstances dans lesquelles c'est généralement le cas.


Vidéo: Équilibre chimique - Introduction (Janvier 2022).