11) Характеристика химического равновесия.

Химическое равновесие характеризуется:

1. сохранением значения всех параметров при сохранении внешних условий;

2. динамичностью (равенством скоростей прямой и обратной реакций);

3. подвижностью (смещением положения равновесия при изменении внешних условий);

4. возможностью подхода к равновесию с двух сторон;

5. минимальным значением энергии Гиббса (при p,V = const), или минимальной энергией Гельмгольца (при p, V= const), или максимальным значением энтропии (в изолированной системе).

Кинетический вывод закона действующих масс.

Рассмотрим реакцию

При определенных условиях она протекает как простая. Скорости прямой и обратной реакций определяются соответственно

В состоянии равновесия

- константы скорости прямой и обратной реакции соответственно. Они не зависят от концентраций

Левая часть не зависит от концентраций , следовательно и правая часть не зависит от концентраций

- константа равновесия.

-закон действующих масс ( Гульдбер, Вааге 1867 год).

Смысл: такое соотношение концентраций является величиной постоянной, не зависящей от концентрации.

12) Термодинамический вывод закона действующих масс.

Рассмотрим реакцию , протекающую при постоянных давлении и температуре

Обозначим количества веществ в исходном состоянии

Пусть в ходе реакции произошло бесконечно малое изменение количеств веществ

„-” для исходных веществ, а ”+„ для продуктов реакции.

называется химическая переменная, тогда количества веществ будут

Изменение общей энергии Гиббса системы

Для идеального газа используем зависимость химического потенциала от давления

Перепишем

Смысл: G имеет смысл изменения общей энергии Гиббса системы за один пробег реакции .

Говорят, что реакция совершила один пробег, если молей вещества прореагировало с молями вещества и образовалось молей вещества и молей вещества .

Другое название G –энергия Гиббса реакции.

G – изменение энергии Гиббса за пробег реакции.

Математически G является производной от общей энергии Гиббса по химической переменной.

В равновесии G= 0 , значит

Здесь правая часть не зависит от давления, следовательно, и левая часть не зависит от давления.

Обозначим правую часть , - стандартная константа равновесия, она не зависит от давления, а зависит от природы вещества и температуры.

- уравнение закона действующих масс.

Такое соотношение давлений в состоянии равновесия величина постоянная, не зависящая от давления.

Если в состоянии равновесия изменить одно из парциальных давлений или общее давление, то равновесие нарушится, пойдет реакция в прямом или обратном направлении до установления нового состояния равновесия, в котором такое соотношение новых парциальных давлений будет равно прежней константе равновесия.