BÀI 1: KHÁI NIỆM VỀ CÂN BẰNG HÓA HỌC

1. PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU, PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC

* Phản ứng một chiều

- Phản ứng một chiều là phản ứng chỉ xảy ra theo chiều từ chất tham gia tạo thành sản phẩm mà sản phẩm không thể tác dụng lại với nhau để tạo thành chất ban đầu. 

- Kí hiệu chiều phản ứng: $\rightarrow $

* Phản ứng thuận nghịch

- Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra theo hai chiều ngược nhau trong cùng điều xác định. 

- Kí hiệu chiều phản ứng: $\rightleftharpoons $. Chiều từ trái sang phải là chiều thuận, chiều từ phải sang trái là chiều nghịch.

Ví dụ: 3O$_{2}$ $\rightleftharpoons $ 2O$_{3}$ 

* Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch

- Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch là trạng thái tại đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. 

- Cân bằng hóa học là một cân bằng động, vì trạng thái cân bằng, phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn xảy ra, nhưng với tốc độ bằng nhau nên không nhận thấy sự thay đổi thành phần của hệ. 

2. HẰNG SỐ CÂN BẰNG CỦA PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH

Tổng quát, nếu có phản ứng thuận nghịch sau:

aA + bB $\rightleftharpoons $ cC + dD

Khi phản ứng ở trạng thái cân bằng, ta có:

K$_{C}$=$\frac{\left [ C \right ]^{c}\left [ D \right ]^{d}}{\left [ A \right ]^{a}\left [ B \right ]^{b}}$

Trong đó: [A], [B], [C], [D] là nồng độ mol của các chất A, B, C, D ở trạng thái cân bằng; a, b, c, d là hệ số tỉ lượng của các chất trong phương trình hóa học của phản ứng. 

Trong phản ứng thuận nghịch, hằng số cân bằng KC của phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.

3. SỰ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG HÓA HỌC

* Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới chuyển dịch cân bằng hóa học. 

Thí nghiệm 1:

2NO$_{2}$(g) $\rightleftharpoons $ N$_{2}$O$_{4}$(g)

(nâu đỏ)              (không màu)

Thí nghiệm 2:

CH$_{3}$COONa(aq) + H$_{2}$O(l) $\rightleftharpoons $ CH$_{3}$COOH(aq) + NaOH(aq)

Kết luận: Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự dịch chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác.

4. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÂN BẰNG HÓA HỌC

* Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới chuyển dịch cân bằng hóa học. 

Nguyên lí Le Chatelier: Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu một tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động đó.  

* Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hóa học

 Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt, nghĩa 

là chiều làm giảm tác động của việc tăng nhiệt độ. 

Ngược lại, khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng tỏa nhiệt, chiều làm giảm tác động của việc giảm nhiệt độ. 

* Ảnh hưởng của áp suất đến cân bằng hóa học 

- Khi hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu tăng hoặc giảm áp suất của hệ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm hoặc tăng áp suất của hệ.

- Khi hệ cân bằng có tổng hệ số tỉ lượng của các chất khí ở hai vế của phương trình hóa học bằng nhau hoặc trong hệ không có chất khí, việc tăng hoặc giảm áp suất không làm chuyển dịch cân bằng của hệ. 

* Ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng hóa học

Khi tăng hoặc giảm nồng độ một chất trong cân bằng thì cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động của việc tăng hoặc giảm nồng độ của chất đó, nghĩa là cân bằng sẽ chuyển dịch tương ứng theo chiều làm giảm hoặc tăng nồng độ của chất đó.