Вопрос 27 - Уравнение изотермической реакции. Константа равновесия.
Рассмотрим обратную газофазовую реакцию, протекающую при T,p=const
– газы ведут себя как идеальные
Выражения:
;
;
;
– стандартный химический потенциал,
зависит от природы реагирующих веществ.
Химический потенциал индивидуального вещества = молярной энергии Гиббса.
В состоянии
равновесия
;
В конечном
состоянии
, тогда
Проведя
соответствующие алгебраические
преобразования получаем:
- уравнение изотермы химической реакции
Вант-Гоффа
- стандартное изменение энергии Гиббса
- Произведение парциальных давлений
продуктов реакции взятых в степенях их
стехиометрических коэффициентов
- Произведение парциальных давлений
исходных веществ взятых в степенях их
стехиометрических коэффициентов
– любые давления в любой момент протекания
реакции, обычно берутся в начале реакции.
При
установлении в системе химического
равновесия
, следовательно
;
;
Константа равновесия есть величина постоянная при T=const.
- математическая запись закона действующих
масс.
Константа равновесия - Отношения произведения равновесных парциальных давлений продуктов реакции на произведения парциальных давлений исходных веществ, взятых в степенях равных их стехиометрических коэффициентов, является величиной постоянной при данной температуре. К=f(T, природы реагирующих веществ) – безразмерная величина
;
Вопрос 28 - Зависимость константы равновесия от температуры
;
не зависят от T
A=
, B=
Это уравнение (
) позволяет рассчитать Кравновесия
равные при различных температурах на
основании термодинамических данных.
Можно его использовать и для определения
,
если известна Кр (определяется
экспериментально или аналитически)
Уравнение
принимает вид:
Вопрос 29 - Уравнение изотермы и направление химической реакции.
Установить, пойдет ли реакция из заданного
состояния в состояние равновесия можно
по знаку
(когда состояния реагирующих веществ
отличаются от стандартного)
(неравновесное состояние)
– произведение всех конечных парциальных
давлений, взятых в степенях их
стехиометрических коэффициентов.
Знак
будет определяться
и
Если
,то
Если
,
то
1) Если
,то
– хим. равновесие
2) Если
,
то
- реакция пойдет из заданного состояния
в состояние равновесия
3) Если
,
то
- реакция пойдет в обратном направлении
(от состояния равновесия к заданному)
Чтобы ответить на вопрос о возможности
самопроизвольного протекания реакции,
нужно знать состав реакционной смеси
в момент её приготовления (для определения
)
и нужно знать
Часто, исходные P или C бывают неизвестны, и направление реакции приходится оценивать по знаку :
1.Если начальные условия не сильно
отличаются от стандартных
2.Если
Знаки
и
,будут совпадать
Вопрос 30 - Энтропийный метод
расчёта константы равновесия
Константа
равновесия характеризует полноту
прохождения реакции и позволяет оценить
выход продуктов
1
- преобладает продукт реакции в системе;
- преобладание исходных веществ
В
равновесии могут быть высчитаны на
основании равновесного состава
реакционной смеси или по 3 закону
термодинамики.
(в этом уравнении
В основе расчёта
Кр по 3 закону т/д лежит известное
соотношение:
Исходными
данными для расчёта служат ΔfH
(энтальпии образования веществ),
стандартная S веществ, и теплоёмкость
всех участков реакции.
Определить
термодинамические свойства реакции в
стандартных условиях:
Получаем
значения
. Пересчитываем на требуемую Т с учётом
теплоёмкостей:
рассчитаем:
