III. Химическое равновесие

Химические реакции могут быть обратимыми и необратимыми. Необратимые реакции протекают до конца, до полного израсходования одного из реагирующих веществ, только в одном направлении. Обратимые реакции протекают как в прямом так и в обратном направлениях, не до конца, и ни одно из реагирующих веществ не расходуется полностью.

Например, реакция взаимодействия цинка с разбавленной серной кислотой является необратимой и закончится, когда растворится весь цинк:

Zn + H₂SO_{4 (р)} = ZnSO₄ + H₂

Реакция образования воды является обратимой и протекает в прямом и обратном направлении:

2Н_{2 (г)} + О_{2 (г)} ↔ 2Н₂О _(г)

Так как одновременно протекают и прямая и обратная реакции, значит, в реакционном сосуде присутствуют все реагирующие вещества в соотношениях согласно уравнению реакции. В определенный момент установится равновесие между водородом, кислородом и парами воды.

На рис.7 показано изменение скоростей прямой и обратной реакций с течением времени. В начальный момент времени скорость прямой реакции велика, скорость обратной реакции равна нулю, концентрация исходных веществ максимальна. В процессе протекания реакции исходные вещества расходуются, их концентрация уменьшается, скорость прямой реакции уменьшается, возрастает концентрация продуктов реакции, а значит и скорость обратной реакции. Наступает момент химического равновесия, когда число образующихся молекул при прямой реакции будет равно числу молекул, вступивших в обратную реакцию. В состоянии химического равновесия скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции.

Рис.7 Изменение скорости прямой и обратной реакций до состояния равновесия

Состояние химического равновесия является динамическим, так как протекают и прямая и обратная реакции, но их скорости равны, поэтому изменений в системе не заметно. осле наступления равновесия концентрации реагирующих веществ (исходных веществ и продуктов) при данных условиях остаются постоянными и их называют равновесными.