Question

Вказати напрямок зміщення рівноваги: СО2 + СаСО3 + Н2О(пара) ↔ Са(НСО3)2 – Q, при: а) підвищенні температури; б) пониженні тиску; в) збільшенні концентрації СО2

Answer 1

Реакція, яку ви вказали, є хімічною реакцією розчинення \( \ce{CaCO3} \) (вапняк) у воді, яка утворює вуглекислий газ \( \ce{CO2} \) та вапняковий розчин \( \ce{Ca(HCO3)2} \). Запис реакції виглядає наступним чином:

\[ \ce{CO2(g) + CaCO3(s) + H2O(l) <=> Ca(HCO3)2(aq) - Q} \]

де \( Q \) - тепло реакції.

Тепер розглянемо напрямки зміщення рівноваги в зазначених умовах:

а) Підвищення температури:

Згідно з принципом Ле Шательє, який стверджує, що система, знаходячись в рівновазі, схильна до зміщення в той бік реакції, яка поглинає тепло. У даному випадку реакція поглиблює тепло (екзотермічна), оскільки утворюється газовий продукт. Таким чином, підвищення температури призведе до зміщення рівноваги у зворотньому напрямку (зменшення кількості \( \ce{Ca(HCO3)2} \)).

б) Пониження тиску:

Згідно з принципом Ле Шательє, система в рівновазі схильна до зміщення в той бік реакції, яка зменшує об'єм газів. У цьому випадку, оскільки утворюється \( \ce{CO2(g)} \), зменшення тиску сприяє утворенню більшої кількості газу. Таким чином, пониження тиску сприятиме утворенню \( \ce{CO2(g)} \).

в) Збільшення концентрації \( \ce{CO2} \):

Згідно принципу Ле Шательє, якщо ви збільшите концентрацію одного з реагентів або продуктів у рівновазі, система схильна до зміщення рівноваги в напрямку, який зменшує цю зміну. Оскільки \( \ce{CO2} \) є одним з реагентів, збільшення його концентрації призведе до зміщення рівноваги у напрямку утворення більшої кількості \( \ce{Ca(HCO3)2} \).

Отже, узагальнюючи, при:

а) Підвищенні температури - рівновага зміщується в зворотньому напрямку. б) Пониженні тиску - рівновага зміщується в напрямку утворення більше \( \ce{CO2(g)} \). в) Збільшенні концентрації \( \ce{CO2} \) - рівновага зміщується в напрямку утворення більше \( \ce{Ca(HCO3)2} \).