Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ, термодинамич. равновесие в системе, между компонентами к-рой происходят хим. р-ции. Для данной р-ции5099-12.jpg где Аi - исходные реагенты; Вj - продукты; vi и vj - их стехиометрич. коэффициенты соотв., химическое равновесие достигается при условии:

5099-13.jpg

где5099-14.jpgи5099-15.jpg- хим. потенциалы соотв. исходных реагентов и продуктов.
Условие химического равновесия может быть выведено из любого условия термодинамического равновесия, в частности из условия минимума энергии Гиббса системы dGT,p = 0 при постоянных абс. т-ре Т и давлении р.
К условию химического равновесия (1) добавляется требование постоянства т-ры и давления по всему объему системы (в случае гетерогенных р-ций для химического равновесия необходимо, чтобы т-ра и давление были одинаковы во всех фазах системы).
В состоянии химического равновесия система характеризуется константой равновесия Ка , выражающей для р-ций в р-рах соотношение между активностями аАi исходных реагентов и активностями аBj продуктов:

5099-16.jpg

(П - знак произведения). В случае идеальных р-ров вместо активностей компонентов используют их молярные доли xi. Для р-ций в газах активности в-в заменяют летучестями (константа равновесия Kf); если реагирующую систему можно считать идеальной газовой смесью, вместо летучестей возможно применение парциальных давлений компонентов (константа равновесия Кр). Для идеальных систем соотношение (2) наз. действующих масс законом.
Помимо термодинамич. определения химического равновесия, к-рое выражается соотношением (1), существует и кинетич. определение: химическое равновесие устанавливается при условиях, когда скорость прямой р-ции (исходные реагенты5099-17.jpgпродукты) v становится равной скорости обратного превращения (продукты5099-18.jpg исходные реагенты) v-1. Константа равновесия

5099-19.jpg

где k1 и k-1 - константы скорости прямой и обратной р-ций соотв. Кинетич. определение подчеркивает динамич. характер химического равновесия: при его достижении р-ции в системе не прекращаются. Если в системе происходят несколько связанных между собой хим. р-ций, кинетич. определение химического равновесия (3) выполняется, когда справедлив детального равновесия принцип, т. е. для каждой из р-ций достигается равенство скоростей в прямом и обратном направлениях. Напр., если в системе протекает циклич. превращение

5099-20.jpg

и5099-21.jpg (термодинамич. условие химического равновесия), то обязательно5099-22.jpg (кинетич. определение).
Отклонение от химического равновесия сопровождается изменением состава системы и м. б. выражено химическим сродством р-ции А. Устойчивость химического равновесия определяется условием:

5099-23.jpg

где5099-24.jpg - степень полноты р-ции, равная отношению изменения числа молей nj, любого из участвующих в р-ции в-в к его стехиометрич. коэф. vj.
Для нек-рых неравновесных систем м. б. использовано понятие локального химического равновесия, к-рое устанавливается в малом объеме системы и соответствует локальным значениям т-ры, давления, хим. потенциалов компонентов.
Важной практич. задачей является термодинамич. расчет химического равновесия, т. е. определение равновесных составов системы. В совр. компьютерных программах такой расчет, как правило, выполняется путем прямой минимизации энергии Гиббса системы без использования констант равновесия. Для идеальных систем результатом расчетов являются концентрации хим. в-в в состоянии равновесия, для реальных систем мат. определение концентрации требует дополнительно знания коэф. активности (или летучести).

Лит. см. при ст. Химическая термодинамика.

М. В. Коробов.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн