Тең салмактуулук деп, адатта, системанын же дененин өзгөчө абалы катары түшүнүлөт, анда ага жасалган бардык таасирлер бири-бирин компенсациялайт. Же таптакыр жок. Химияда тең салмактуулук түшүнүгү ар кандай заттардын ортосунда жүрүүчү реакцияларга, тагыраак айтканда, алардын пайда болуу шарттарына карата колдонулат.
Баланс түшүнүгү
Химиялык реакциялар ар кандай критерийлер боюнча көптөгөн классификацияларга ээ, бирок химиялык тең салмактуулук жөнүндө сөз кылып жатып, кайтуу жана кайтпас реакциялар экенин эстен чыгарбоо керек.
Эгер реакциянын натыйжасында бири-бири менен өз ара аракеттенбеген продуктулар пайда болсо, алар кайтпас реакциялар жөнүндө сөз кылышат, башкача айтканда алар алдыга гана барат. Адатта, алардагы азыктардын бири газ түрүндөгү, бир аз диссоциациялануучу же эрибеген кошулма болуп саналат. Мисалы:
Pb(NO3)2 + 2ΗCl PbCl2↓ + 2HNO 3
Na2CO3 + 2ΗCl 2NaCl + CO2↑ + Η 2O
NaOΗ + ΗCl NaCl + Η2O
Кайтарма реакциялардын продуктылары бири-бири менен өз ара аракеттенүүгө жөндөмдүү, ошентип баштапкы заттарды түзүшөт, б.а.эки карама-каршы багытталган реакциялар бир убакта пайда болот. Эгерде кайсы бир убакта, белгилүү бир шарттарда, алдыга багытталган реакциянын ылдамдыгы тескери реакциянын ылдамдыгына барабар болсо, анда химиялык тең салмактуулук орнойт.
Мындай тең салмактуулук динамикалык катары мүнөздөлөрүн белгилей кетүү керек. Башкача айтканда, эки реакция тең уланат, бирок анын бардык катышуучуларынын концентрациясы өзгөрүүсүз калат жана тең салмактуулук деп аталат.
Математикалык жактан бул абал тең салмактуулук константасы (Kp) аркылуу туюнтулат. аΑ + bB сс + dD теңдемеси менен сүрөттөлгөн заттардын өз ара аракеттешүүсү болсун. Карама-каршы реакциялар үчүн алардын ылдамдыгын аракеттеги массалар мыйзамы аркылуу эсептөө формулаларын жазууга болот. Бул ылдамдыктар тең салмактуулук абалында бирдей боло тургандыктан, эки карама-каршы реакциянын ылдамдык константаларынын катышын туюндуруп алууга болот. Бул жерде ал сан жагынан тең салмактуулук константасына барабар болот.
Kr мааниси жүрүп жаткан реакциялардын толуктугун аныктоого жардам берет. Эгерде Kp<1, анда алдыга багытта реакция дээрлик жүрбөйт. Эгерде Кр>1, анда тең салмактуулук продуктыларга жылат.
Тең салмактуулуктун түрлөрү
Химиялык тең салмактуулук чын, ачык жана жалган. Чыныгы тең салмактуулуктун белгилери:
- Эгер тышкы таасир жок болсо, анда ал убакыттын өтүшү менен өзгөрбөйт.
- Эгер тышкы таасирлер өзгөрсө (бул температурага, басымга ж.б. тиешелүү), анда системанын абалы да өзгөрөт. Бирок шарттын баштапкы маанилерин кайтаруу гана керек,баланс дароо калыбына келтирилет.
- Чыныгы тең салмактуулук абалына химиялык реакциянын продуктылары тарабынан да, баштапкы заттар тарабынан да жетишүүгө болот.
Эгерде бул шарттардын жок дегенде бири аткарылбаса, анда мындай тең салмактуулук ачык (метастабилдүү) деп айтабыз. Эгерде тышкы шарттар өзгөргөндө системанын абалы кайра кайтарылгыс өзгөрө баштаса, анда мындай тең салмактуулук жалган (же ингибирленген) деп аталат. Буга темирдин кычкылтек менен болгон реакциясы мисал боло алат.
Тең салмактуулук түшүнүгү термодинамика жана кинетика жагынан бир аз башкачараак. Термодинамикалык тең салмактуулук белгилүү бир система үчүн Гиббс энергиясынын минималдуу мааниси катары түшүнүлөт. Чыныгы тең салмактуулук ΔG=0 менен мүнөздөлөт. Ал эми түз жана тескери реакциялардын ылдамдыгы барабар болгон абал жөнүндө, б.а., v1=v2, дешет алар, тең салмактуулук деген эмне - кинетикалык.
Ле Шателье принциби
Анри Ле Шателье 19-кылымда тең салмактуулуктун жылышынын мыйзам ченемдүүлүктөрүн изилдеген, бирок ал бул иштердин бардыгын жыйынтыктап, кыймылдуу тең салмактуулук принцибин кийин Карл Браун түзгөн:
эгерде тең салмактуулук системасы сырттан аракет кылынса, анда баланс өндүрүлгөн таасирди азайтуу багытында өзгөрөт
Башкача айтканда, тең салмактуулук системасына кандайдыр бир таасир тийгизсе, ал бул таасир минималдуу түрдө өзгөрөт.
Тең салмактуулуктун жылышы
Теңдеменин мисалында Ле Шателье принцибинин натыйжаларын карап көрөлүреакциялар:
N2+ 3Η22NΗ3+ С.
Температураны жогорулатсаңыз, анда тең салмактуулук эндотермиялык реакцияга жылыйт. Бул мисалда жылуулук бөлүнүп чыгат, бул түз реакция экзотермиялык жана тең салмактуулук баштапкы заттарга өтөт дегенди билдирет.
Эгер басымды жогорулатсаңыз, ал тең салмактуулуктун газ түрүндөгү заттардын кичине көлөмүнө жылышына алып келет. Жогорудагы мисалда 4 моль газ түрүндөгү баштапкы материалдар жана 2 моль газ түрүндөгү продуктулар бар, бул тең салмактуулук реакция продуктыларына өтөт дегенди билдирет.
Баштапкы заттын концентрациясын жогорулатсаңыз, тең салмактуулук түз реакция багытында жана тескерисинче жылыйт. Ошентип, эгерде сиз N2 же Η2 концентрациясын көбөйтсөңүз, анда тең салмактуулук алдыга карай жылыйт, ал эми аммиак болсо - анда карама-каршы багыт.
