vahendada seda valist moju): reagentide lisamine voi eemaldamine; rohu suurendamine voi alandamine; temperatuuri tostmine voi alandamine. Seega on voimalik nihutada tasakaalu pari- voi vastassuunas. Kui G saab võrdseks nulliga, siis on süsteem saavutanud tasakaaluoleku ning iseeneslikult sellest enam väljuda ei saa. Kui temperatuuri ei ole konstant, siis saab otsustada reaktsiooni suuna üle reaktsiooni entalpiamuudu ja entroopimuudu koosmõju järgi vastavalt võrrandile G = H TS 40. Keemiline tasakaal, tasakaalukonstantide erinevad avaldusvormid. Tasakaalukonstandi vaartus naitab kuidas reaktsioon kulgeb: K suur vaartus (K>1) tasakaalulises reaktsioonisegus on ulekaalus saadused K on vaike (K < 1) tasakaalulises reaktsioonisegus on ulekaalus lahteained. 41. Tasakaalukonstandi sõltuvus temperatuurist. Igal reaktsioonil on kindel tasakaalukonstant, mis muutub temperatuuri muutudes.
K on väike (K < 1) = tasakaalulises reaktsioonisegus on ülekaalus lähteained Kui p ja T on const, siis saavad spontaanselt kulgeda vaid need protsessid, mille käigus Gibbsi energia väheneb (ΔGP,T < 0) Kui ΔG saab võrdseks nulliga, siis on süsteem saavutanud tasakaaluoleku ning iseeneslikult sellest enam väljuda ei saa. Kui temperatuuri ei ole konstant, siis saab otsustada reaktsiooni suuna üle reaktsiooni entalpiamuudu ja entroopimuudu koosmõju järgi vastavalt võrrandile ΔG = ΔH – TΔS Dünaamilises tasakaalus olev süsteem reageerib talle avaldatud mõjule nii, et tasakaal nihkub selle reaktsiooni suunas, mis toimub vastu tekitatud muutusele (et vähendada seda välist mõju): – reagentide lisamine või eemaldamine; – rõhu suurendamine või alandamine; – temperatuuri tõstmine või alandamine. Seega on võimalik nihutada tasakaalu päri- või vastassuunas 39
= TASAKAAL Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamisekskasutatakse tasakaalukonstanti K: reaktsiooni: Keemilise tasakaalu tingimused. Kui p ja T on const, siis saavad spontaanselt kulgeda vaid need protsessid, mille käigus Gibbsi energia väheneb (GP,T < 0) Kui G saab võrdseks nulliga, siis on süsteem saavutanud tasakaaluoleku ning iseeneslikult sellest enam väljuda ei saa. Kui temperatuuri ei ole konstant, siis saab otsustada reaktsiooni suuna üle reaktsiooni entalpiamuudu ja entroopimuudu koosmõju järgi vastavalt võrrandile G = H TS Erinevad avaldusvormid. Kc on iseloomulik konstant, mis oleneb temperatuurist, kuid ei olene reageerivate ainete kontsentratsioonist: Kui reaktsioonis osalevad gaasilised ained: Tasakaalukonstandi väärtus näitab kuidas reaktsioon kulgeb: *K suur väärtus (K>1) tasakaalulises reaktsioonisegus on ülekaalus saadused. *K on väike (K < 1) tasakaalulises reaktsioonisegus on ülekaalus lähteained. 27
3. Keemilise tasakaalu tingimused (G abil, teha joonis). Keemilisele tasakaalukonstandile vastab Gibbsi vabaenergia miinimum e ∆G=0. Kui p ja T on const, siis saavad spontaanselt kulgeda vaid need protsessid, mille käigus Gibbsi energia väheneb (ΔGP,T < 0) Kui ΔG saab võrdseks nulliga, siis on süsteem saavutanud tasakaaluoleku ning iseeneslikult sellest enam väljuda ei saa. Kui temperatuur ei ole konstant, siis saab otsustada reaktsiooni suuna üle reaktsiooni entalpiamuudu ja entroopimuudu koosmõju järgi vastavalt võrrandileΔG = ΔH –TΔS 4. Keemilise tasakaalu ja reaktsiooni suuna kriteeriumid (Q ja K abil) Tasakaalukonstandi väärtus näitab kuidas reaktsioon kulgeb: K suur väärtus (K>1) => tasakaalulisesreaktsioonisegus on ülekaalus saadused. K on väike (K < 1) => tasakaalulises reaktsioonisegus on ülekaalus lähteained 5. Reaktsiooni Gibbsi energia muut. Reaktsiooni isotermi võrrand (van’t Hoff). 6
*Reaktsioon toimub, kui H<0, S>0, suvaline T; H<0, S<0, madal T; H<0, S>0, kõrge T *Kui p ja T on const, siis saavad spontaanselt kulgeda vaid need protsessid, mille käigus Gibbsi energia väheneb (GP,T < 0) *Kui G saab võrdseks nulliga, siis on süsteem saavutanud tasakaaluoleku ning iseeneslikult sellest enam väljuda ei saa. *Kui temperatuuri ei ole konstant, siis saab otsustada reaktsiooni suuna üle reaktsiooni entalpiamuudu ja entroopimuudu koosmõju järgi vastavalt võrrandile G = H TS Heterogeenne tasakaal *Homogeensete tasakaalude korral on lähteained ja saadused samas faasis *Heterogeenne tasakaal kui tasakaalus osaleb rohkem kui üks faas *Siis tasakaalukonstant sisaldab ainete kontsentratsioone või osarõhkusi reaktsiooni toimumise faasis pöörduv reaktsioon CaCO3 (t) CaO (t) +CO2 (g) K= [CO2]; Kp= pCO2 Tasakaalukonstant Kc= [C]c [D]d / [A]a [B]b
*Reaktsioon toimub, kui H<0, S>0, suvaline T; H<0, S<0, madal T; H<0, S>0, kõrge T *Kui p ja T on const, siis saavad spontaanselt kulgeda vaid need protsessid, mille käigus Gibbsi energia väheneb (GP,T < 0) *Kui G saab võrdseks nulliga, siis on süsteem saavutanud tasakaaluoleku ning iseeneslikult sellest enam väljuda ei saa. *Kui temperatuuri ei ole konstant, siis saab otsustada reaktsiooni suuna üle reaktsiooni entalpiamuudu ja entroopimuudu koosmõju järgi vastavalt võrrandile G = H TS Heterogeenne tasakaal *Homogeensete tasakaalude korral on lähteained ja saadused samas faasis *Heterogeenne tasakaal kui tasakaalus osaleb rohkem kui üks faas *Siis tasakaalukonstant sisaldab ainete kontsentratsioone või osarõhkusi reaktsiooni toimumise faasis pöörduv reaktsioon CaCO3 (t) CaO (t) +CO2 (g) K= [CO2]; Kp= pCO2 Tasakaalukonstant Kc= [C]c [D]d / [A]a [B]b