![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Смещение химического равновесия
- •Влияние температуры
- •Влияние давления
- •Влияние инертных газов
- •Влияние концентрации
- •Способы выражения константы равновесия
- •Стандартная константа равновесия
- •Константа равновесия реакций в гетерогенных системах
- •Константа равновесия и изменение энергии Гиббса
- •Зависимость константы равновесия от температуры
- •Константа равновесия и константа скорости реакции
Влияние инертных газов
Введение в реакционную смесь или образование в ходе реакции инертных газов действует также, как и понижение давления, поскольку понижается парциальное давление реагирующих веществ. Следует отметить, что в данном случае в качестве инертного газа рассматривается газ, не участвующий в реакции. В системах с уменьшением количества молей газов инертные газы смещают равновесие в сторону исходных веществ, поэтому в производственных процессах, в которых могут образовываться или накапливаться инертные газы, требуется периодическая продувка газоводов.
Влияние концентрации
Влияние концентрации на состояние равновесия подчиняется следующим правилам:
При повышении концентрации одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции;
При повышении концентрации одного из продуктов реакции равновесие сдвигается в направлении образования исходных веществ.
Конста́нта равнове́сия — величина, определяющая для данной химической реакции соотношение между термодинамическими активностями (либо, в зависимости от условий протекания реакции, парциальными давлениями, концентрациями или фугитивностями) исходных веществ и продуктов в состоянии химического равновесия (в соответствии с законом действующих масс). Зная константу равновесия реакции, можно рассчитать равновесный состав реагирующей смеси, предельный выход продуктов, определить направление протекания реакции.
Способы выражения константы равновесия
Для реакции в смеси идеальных газов константа равновесия может быть выражена через равновесные парциальные давления компонентов pi по формуле[1]:
где νi — стехиометрический коэффициент (для исходных веществ принимается отрицательным, для продуктов — положительным). Kp не зависит от общего давления, от исходных количеств веществ или от того, какие участники реакции были взяты в качестве исходных, но зависит от температуры [2].
Например, для реакции окисления монооксида углерода:
2CO + O2 = 2CO2
константа равновесия может быть рассчитана по уравнению:
Если реакция протекает в идеальном растворе и концентрация компонентов выражена через молярность ci, константа равновесия принимает вид:
Для реакций в смеси реальных газов или в реальном растворе вместо парциального давления и концентрации используют соответственно фугитивность fi и активность ai:
В некоторых случаях (в зависимости от
способа выражения) константа равновесия
может являться функцией не только
температуры, но и давления. Так, для
реакции в смеси идеальных газов
парциальное давление компонента может
быть выражено по закону
Дальтона через суммарное
давление и мольную долю компонента (
),
тогда легко показать[2],
что:
где Δn — изменение числа молей веществ в ходе реакции. Видно, что Kx зависит от давления. Если число молей продуктов реакции равно числу молей исходных веществ (Δn = 0), то Kp = Kx.
Стандартная константа равновесия
Стандартная константа равновесия
реакции в смеси идеальных газов (когда
начальные парциальные давления участников
реакции равны их значениям в стандартном
состоянии
=
0,1013 МПа или 1 атм) может быть рассчитана
по выражению:
где
—
относительные парциальные давления
компонентов,
.
Стандартная константа равновесия — безразмерная величина. Она связана с Kp соотношением:
Видно, что если
выражены
в атмосферах, то
и
.
Для реакции в смеси реальных газов в
стандартном начальном состоянии
парциальные фугитивности газов
принимаются равными их парциальным
давлениям
=
0,1013 МПа или 1 атм. Kf связана
с K0 соотношением:
где γi — коэффициент фугитивности i-го реального газа в смеси.