Термодинамическая, концентрационная и условная константы равновесия. Связь между ними.
Существует три вида констант химического равновесия.
Скорость химической реакции пропорциональна произведению действующих масс (активности или концентрации).
-
скорость прямой реакции,
-
константа скорости прямой реакции.
-
скорость обратной реакции,
-
константа скорости обратной реакции.
Константа скорости – это скорость химической реакции при активностях реагирующих веществ равных единице. Это величина постоянна для данной реакции. Она зависит от природы реагирующих веществ, растворителя, а также от температуры и давления. Эта постоянная не зависит от активностей реагирующих веществ.
В
момент химического равновесия
.
Следовательно
.
-
константа равновесия.
тоже
постоянная.
,
где m,
n,
p,
q
≠ 1
При
условии химического равновесия отношение
произведений активности продуктов
реакции к произведению активности
исходных веществ в степенях их
стехиометрических коэффициентов есть
величина постоянная при данной температуре
и давлении и называется константой
равновесия.
Константу химического равновесия можно
представить в виде термодинамической
константы
(
),
константы реальной
(
)
(концентрационная константа) и константы
условной
(
).
Константа термодинамическая есть константа равновесия, выраженная через активности.
Термодинамическая константа ( ) есть величина постоянная, которая зависит от природы реагирующих веществ, растворителя, температуры, давления, не зависит от активностей реагирующих веществ при установившемся химическом равновесии.
Для реакции
Константа
термодинамическая
.
Константа
реальная
.
Константа
условная
.
Связь между термодинамической и реальной константами
-
коэффициент активности
Константа реальная ( ) не является постоянной, так как зависит от ионной силы раствора (μ), а следовательно зависит и от концентрации. Реальная константа постоянна при постоянной ионной силе раствора (μ=0).
Каждая реакция может быть охарактеризована только одной (для данной температуры) термодинамической константой, несколькими реальными константами равновесия В справочниках обычно приводятся термодинамические константы равновесия ( ).
Для
идеальной системы
.
В реальных системах может быть два случая:
Ионная сила раствора больше нуля (т.е. в системе имеется электростатическое взаимодействие) и отсутствуют конкурирующие реакции.μ>0,
,
,
,
,
.Есть электростатическое и химическое взаимодействие (т.е. протекает конкурирующая реакция). μ>0,
,
,
,
.
Если константа химического равновесия высока, то реакция смещена в право, в сторону образования продуктов реакции, следовательно, при меньшей концентрации анализируемого вещества можно получить аналитический сигнал, т.е. реакция будет более чувствительной.
Константа равновесия может принимать следующие значения: больше, меньше или равна единице. В аналитической химии необходимо, чтобы константа была больше единицы.
ЛЕКЦИЯ № 3