_____________________________________________________________________
__________________________
Chương 4
CÂN BẰNG HÓA HỌC

I.
ÐỊNH LUẬT TÁC DỤNG KHỐI LƯỢNG.
1. Trường hợp cân bằng giữa các khí có thể xem như khí lý tưởng.
2.
Trường hợp cân bằng trong dung dịch lỏng.
3.
Sự liên hệ giữa hằng số cân bằng K với biến đổi năng lượng tự do
của phản ứng.
II. ÐỊNH LUẬT DỜI ÐỔI MỨC CÂN BẰNG LE CHÂTELIER.
1.
Ảnh hưởng của nồng độ.
2. Ảnh hưởng của áp suất.

Phản ứng
được gọi là phản ứng cân bằng hay thuận nghịch khi
nó xảy ra theo hai chiều ngược nhau trong cùng một điều kiện. Do đó, phản ứng cân
bằng xảy ra không hoàn toàn, nghĩa là sau phản ứng không những thu được sản phẩm
(C, D) mà còn có cả các tác chất (A, B).
Thí dụ: Với phản ứng ester hóa giữa acid acetic
với rượu etilic

CH
3
-COOH + CH
3
-CH

Xét phản ứng cân bằng:

Gọi
lần lượt là hằng số vận tốc của phản ứng thuận và nghịch. Giả sử phản
ứng thuận cũng như phản ứng nghịch đều thuộc loại đơn giản (nghĩa là phản ứng chỉ
xảy ra trong một giai đoạn, bậc phản ứng riêng phần của mỗi tác chất bằng hệ số tỉ
lượng nguyên tối giản đứng trước mỗi tác chất trong phản ứng).
Vận tốc phản ứng thuận là:
v
1
= k
1
[A][B]
Vận tốc phản ứng nghịch là:
v
-1
= k
- 1
[C][D]
Giả sử lúc bắt đầu phản ứng, chỉ có A, B hiện diện. Vận tốc phản ứng thuận
lúc đầu
rất lớn, vận tốc phản ứng nghịch
bằng không. Phản ứng càng xảy ra lâu, nồng độ
các tác chất A, B càng giảm
, nồng độ các sản phẩm C, D càng tăng
.
Như vậy,
giảm dần theo thời gian, còn tăng dần theo thời gian. Sau một thời gian
vận tốc phản ứng thuận v1 sẽ bằng vận tốc phản ứng nghịch
, lúc này phản ứng đạt


Với [A], [B], [C], [D] là nồng độ của A, B, C, D lúc cân bằng.
Thí dụ: với phản ứng:
2NOCl(k) 2NO(k) + Cl
2
(k)
thì

b. Hằng số cân bằng Kp
Hằng số cân bằng này liên hệ đến áp suất riêng phần của hóa chất ở thể khí lúc cân
bằng (lúc đạt trạng thái cân bằng).
[ Áp suất riêng phần của mỗi cấu tử của hỗn hợp có thể tích chung là V là áp suất mà
cấu tử ấy có khi nó đứng riêng một mình và cũng chiếm thể tích V của hỗn hợp ở cùng
nhiệt độ ].
Xét phản ứng:
Gọi PA, PB, PC, PD lần lượt là áp suất riêng phần của các khí A, B, C, D có thể xem
như khí lý tưởng lúc cân bằng
, lần lượt là số mol của A, B, C, D hiện
diện trong thể tích V của hệ phản ứng (bình phản ứng) lúc cân bằng ở nhiệt độ T (
o
K).
Từ Thay [A], [B], [C], [D] vào biểu thức của hằng số cân bằng KC:
(4-3)
Do KC chỉ phụ thuộc nhiệt độ