8. Химическое равновесие. Термодинамический вывод константы равновесия.

Самопроизвольное протекание хим.реак.происходит до известного предела, до установления хим.равновесия. Оно наступает при выравнивании скоростей реакции.

Равновесие характеризуется равенством и константой равновесия.

Термодинамический вывод константы равновесия:

Хим.потенциал – это частная производная функции Гиббса по числу молей компонента при постоянстве давления, температуры и чисел молей других компонентов.

9. Кинетический вывод константы равновесия. Различные выражения константы равновесия. Равновесие в гетерогенных системах.

Связь равновесных концентраций веществ, участвующих в реак., характеризуется константой равновесия и выражается законом действующих масс.

Согласно этому закону скорость хим.реак. пропорциональна мольной концентрации реагирующих веществ, возведенным в степени их стериохим.коэф.

К – константа скорости реак, которая определяет скорость реакции при единич.концентрации.

10. Смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье. Влияние температуры на константу хим.Равновесия.

Изменение факторов равновесия ведет к его смещению, направление которого определяется принципом подвижного равновесия Ле-Шателье – Брауна, определяющий в качественной форме направление смещения при изменении внешних условий (Р, Т, С)

Принцип Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в термодинамическом равновесии оказывается внешнее воздействие, то равновесие смещается в таком направлении, в котором ослабевает внешнее воздействие. Этот принцип справедлив для гомогенных и гетерогенных процессов.

Влияние температуры на константу хим.равновесия: Влияние Т на константу равновесия вытекает из зависимости G° от Т₁, которая описывается уравнением Гиббса-Гельмгольца:

Для стандартного давления р₀=1 атм.

11. Влияние давления на хим.Равновесие. Расчет равновесных концентраций (пример)

Р оказывает большое влияние на протекание геохимических процессов при Т=const параметрическая зависимости функции Гиббса принимает вид:

Расчет равновесных концентраций (пример)

Константа равновесия позволяет рассчитать состав равновесной смеси, которые вычисляют или непосредственно в молях или через мольные доли, или через степень диссоциации.

Степень диссоциации характеризует долю каждого моля, распавшегося вещества.

Пример, определить состав равновесной смеси, в мольных долях, если в исходной смеси находилось по 1 молю этилена и водорода. Кр=4, Т=1000К, р=1 атм.

12. Газообразное состояние вещества. Идеальный газ. Смесь идеальных газов.

Различия между 3-мя агрегатными состояниями определяются расстоянием между молекулами и степенью их взаимодействия.

В газе атомы и молекулы находятся на больших расстояниях друг от друга, значительно превышающих размеры самих частиц, поэтому силы взаимодействия между частицами очень малы.

В жидкостях расстояние между молекулами сравнительно невелики, а силы сцепления между частицами намного больше, чем в газе.

Жидкости легко принимают любую форму, но оказывают сильно противодействие изменению V. Это указывает на то, что в жидкости значительно проявляют себя силы отталкивания между молекулами.

В твердых телах при очень незначительном расстоянии между молекулами, атомами или ионами, силы отталкивания становятся соизмерными силами притяжения. И в результате взаимодействия обеих сил, при достаточно низких температурах, указанные частицы фиксируются в определенных положениях друг относительно друга, образуя кристаллическую решетку.

Идеальный газ. Газ состоит из молекул, двигающихся прямолинейно (от 1 столкновения до другого) с большой скоростью. Основными свойствами газа является отсутствие формы, малые плотность и вязкость.

Идеальным называется газ, у которого собственный V молекул пренебрежимо мал по сравнению с V, занимаемым газом, и между молекулами которого отсутствует взаимодействие.

Свойства идеального газа описываются уравнением состояния Менделеева-Клапейрона (М-К)

Смесь идеальных газов. Компонентный состав смеси газов может быть выражен в массовых и объемных долях или %, а также в молярных долях.

Т.к. V-ы 1 моля идеального газа при одинаковых условиях, по закону Авогадро, имеют одно и тоже численное значение, то молярные доли газов = V-ой доле

Связь между массовым и объемным, процентным составом имеет вид: