Доказать протекание прямой и обратной реакций после достижения равновесия можно множеством способов. Так, если в равновесную смесь водорода, азота и аммиака ввести немного изотопа водорода — дейтерия, то чувствительный анализ сразу обнаружит присутствие дейтерия в молекулах аммиака. И наоборот, если ввести в систему немного дейтерированного аммиака NH2D, дейтерий тут же появится в молекулах исходного вещества в виде HD и D2.
Простой, но весьма эффектный опыт провёл сотрудник химического факультета МГУ В. С. Гурман в 50-х гг. XX в. Он помешал серебряную пластинку в раствор нитрата серебра, при этом, как и следовало ожидать, никаких изменений не наблюдалось. Затем в раствор вводилось ничтожно малое количество AgNO3, содержащего радиоактивные атомы серебра. И серебряная пластинка становилась радиоактивной! Ни споласкивание её водой, ни промывание соляной кислотой радиоактивность не «смывали», помогали только травление азотной кислотой или механическая обработка поверхности мелкой наждачной бумагой. Объяснить результат эксперимента можно единственным образом: между металлом и раствором непрерывно происходит обмен атомами серебра, т. е. в системе идёт обратимая реакция Ag (тв)-e«Ag+ (раств). Поэтому при добавлении радиоактивных ионов Ag+ к раствору они «внедрялись» и в пластинку в виде нейтральных, но по-прежнему радиоактивных атомов.
Таким образом, равновесными бывают не только химические реакции между газами или растворами, но и процессы растворения металлов, осадков. Например, твёрдое вещество быстрее всего растворяется, когда его помешают в чистый растворитель, т. е. когда система далека от
равновесия, в данном случае — от насыщенного раствора. Постепенно скорость растворения снижается, и одновременно увеличивается скорость обратного процесса — перехода вещества из раствора в кристаллический осадок. Наконец раствор становится насыщенным, и система достигает состояния равновесия: теперь скорости растворения и кристаллизации равны, а масса осадка со временем не меняется.
Похожие статьи