Ovlivnění chemické rovnováhy VY-32-INOVACE-CHE-115 AUTOR: Ing. Ladislava Semerádová ANOTACE: Výukový materiál je určen pro studenty 1.ročníku SŠ. Může být použit při výkladu chemické rovnováhy a jejího ovlivnění KLÍČOVÁ SLOVA: zvratné reakce, Le Chatelierův princip, vliv teploty a tlaku na výtěžek chemické reakce

Ovlivnění chemické rovnováhy

Skutečnost, že mnoho reakcí je zvratných , tzn Skutečnost, že mnoho reakcí je zvratných , tzn. pokud systém dospěje do dynamické rovnováhy nedochází k další přeměně reaktantů na produkty znamená snížení výtěžku reakce. Výtěžek reakce souvisí s efektivností využití reaktantů Pokud nám v reakční směsi zůstávají nezreagované vstupní suroviny – znamená to finanční ztráty

Chemičtí technologové proto hledají možnosti, jak rovnovážný stav ovlivnit a přinutit systém, aby efektivněji přeměnil více reaktantů, než mu rovnováha dovolí Rovnováha platí pro určité vnější podmínky ( teplota, tlak) Změnou těchto podmínek se rovnová může narušit a můžeme systém „donutit „ přeměnit více reaktantů

Le Chatalierův princip Porušení rovnováhy vnějším zásahem (akcí) vyvolá děj (reakci), směřující ke zrušení účinku tohoto vnějšího zásahu Jinými slovy : Dospěje-li reakce do rovnováhy a my změníme vnější podmínky, reakce půjde proti této změně, aby se do rovnováhy navrátila.

Způsoby ovlivnění rovnováhy: 1. změnou teploty 2. změnou tlaku 3. kontinuální odebírání vzniklého produktu

Mějme reakci N2 (g) + 3H2(g) 2NH3(g) Dosáhne-li systém dynamické rovnováhy, množství amoniaku se již dále nemění pokud se nezmění vnější podmínky

Zvýšení teploty Pokud budeme zvyšovat teplotu bude rozhodovat o tom, zda připravíme skutečně více produktu to, zda se jedná o reakci exotermickou nebo endotermickou

přímá reakce - reakce exotermická-teplo vzniká zpětná reakce N2 (g) + H2(g) NH3(g) Qr = -526 KJ mol přímá reakce - reakce exotermická-teplo vzniká zpětná reakce NH3 N2 + H2 Qr + 526 KJ/mol Reakce endotermická – teplo využívá

Budeme-li zvyšovat teplotu – systém se jí bude snažit snížit, tedy bude dodané teplo využívat ve prospěch zpětné reakce a tím část vniklého produktu rozloží

Zvýšením teploty si tedy nepomůžeme, naopak si uškodíme V případě endotermických reakcí bychom si pomohli, neboť dodané teplo by podporovalo reakci přímou

Zvýšení tlaku Tlak je způsoben srážkami molekul plynu se stěnami nádoby Platí: čím méně bude molekul, tím bude nižší tlak

N2 (g) +3 H2(g) 2NH3(g) Reaktanty : tvoří 4 molekuly 1 molekula dusíku a 3 molekuly vodíku Produkt: tvoří 2 molekuly

Zvýšíme-li tlak, systém se ho bude snažit snížit a bude podporovat reakci přímou, aby vzniklo méně molekul a tím klesl i tlak Připravíme tedy více amoniaku

Závěr: V případě přípravy amoniaku bychom výtěžek zvýšily pomocí vyššího tlaku. Pokud bychom zvýšili i teplotu naopak bychom výtěžek snížili

Kontinuální odstranění produktu Budeme-li odebírat produkt, oddálíme okamžik rovnováhy a podpoříme další reakci vodíku s dusíkem

POUŽITÉ ZDROJE: www.glassschool.cz DUŠEK, Bohuslav a Vratislav FLEMR. Obecná a anorganická chemie pro gymnázia. SPN, 2007. ISBN 80-7235-369-1. Klouda P. Obecná a anorganická chemie. Třetí vydání. Ostrava: Pavel Klouda, Ostrava, 2004. ISBN 80-86369-10-2. www.glassschool.cz