Зависимость константы равновесия от температуры

Химическая термодинамика позволяет определить константу равновесия химической реакции при какой-либо температуре по уравнению изобары или изохоры химической реакции:

Уравнение изобары химической реакции в дифференциальном виде (р=const)	. (2.16)
Уравнение изохоры химической реакции в дифференциальном виде (V=const)	. (2.17)

Интегрирование уравнения изобары химической реакции

Для того чтобы вычислить насколько изменится константа равновесия в результате изменения температуры на определенную величину, уравнение изобары (изохоры) следует проинтегрировать. Примем, что тепловой эффект химической реакции в небольшом интервале температур постоянен и не зависит от температуры (ΔH=const). Проведем интегрирование уравнения изобары химической реакции:

1. Возьмем определенный интеграл в интервале температур Т₁ и Т₂.

. (2.18)

Получим уравнение, позволяющее рассчитать константу равновесия химической реакции К_р2 при Т₂, если известны К_р1 при Т₁:

. (2.19)

Получим уравнение, позволяющее рассчитать тепловой эффект химической реакции по константам равновесия при разных температурах:

. (2.20)

2. Возьмем неопределенный интеграл, получим уравнение прямой:

, (2.21)

где ln В – постоянная интегрирования.

Полученное уравнение представляет собой уравнение прямой в координатах , тангенс угла которой равен отношению теплового эффекта химической реакции к универсальной газовой постоянной. Эту зависимость можно использовать для графического нахождения теплового эффекта химической реакции:

Рис.2.1. Линейная зависимость ln Kp от обратной температуры

, (2.22)

Влияние давления и температуры на химическое равновесие. Принцип Ле-Шателье

Принцип Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии оказывается внешнее воздействие, то в системе происходит такое смещение равновесия, которое ослабляет это внешнее воздействие.

1. Влияние давления на смещение химического равновесия

Давление влияет на химическое равновесие в газовой фазе и равновесие гетерогенных реакций с участием газообразных веществ. Для выяснения зависимости константы равновесия от давления используется константа равновесия, выраженная через мольные доли компонентов К_х (К_р и К_с от давления не зависят).

Из уравнения (2.8): , отсюда , (2.23)

а) если в ходе химической реакции число моль компонентов увеличивается (Δν > 0), то при повышении общего давления (Р) константа равновесия, выраженная через мольную долю (К_х), уменьшается. Равновесие сдвигается в сторону исходных веществ.

б) если в ходе химической реакции число моль компонентов уменьшается (Δν < 0), то при повышении общего давления (Р) константа равновесия, выраженная через мольную долю (К_х), увеличивается. Равновесие сдвигается в сторону продуктов реакции.

в) если в ходе химической реакции число моль компонентов не меняется (Δν = 0), то изменение давления не влияет на положение равновесия химической реакции.

Аналогично трактует влияние давления и принцип Ле-Шателье: при повышении давления равновесие сдвигается в сторону образования веществ, занимающих меньший объем.