1.6. Влияние давления на константу химического равновесия и направление химической реакции

Давление влияет на величину константы равновесия К_х, которая выражена через молярные доли x_i реагирующих веществ в газовой смеси

(см. табл. 1.4). Молярную долю i-го газа вычисляют по формуле .

Давление окажет влияние на химическое равновесие, если оно приведет к изменению молярных долей газообразных веществ. Это возможно сделать при введении в реакционную смесь инертных газов (Аr, He и др.), не участвующих в реакции, или при изменении числа молей газообразных веществ в ходе реакции.

Уравнение, выражающее влияние общего давления на константу равно-

весия K_x через изменение числа молей газообразных веществ ν в реакции,

имеет вид . (1.12) Анализ уравнения (1.12) представлен в табл. 1.7.

Таблица 1.7

Влияние давления на величину константы равновесия

и на направление смещения равновесия реакции аА + bB ⇄ qQ + dD

Изменение числа моль газов в ходе реакции ν	Знак производной	Измене- ние давления Р	Изменение константы равновесия Кх	Направление смещения равновесия
ν > 0	< 0 < 0	Р↑ Р↓	Kх↓ Kх↑
ν < 0	> 0 > 0	Р ↑ Р ↓	Кх ↑ Кх ↓
ν = 0	= 0 = 0	Р ↓ Р ↑	Кх = const Кх = const	Нет смещения равновесия

Как следует из табл. 1.7, в обратимых процессах с участием газообразных веществ при повышении давления (Р↑) равновесие всегда смещается в сторону уменьшения числа молекул газа в ходе реакции, при этом объем системы становится меньше (V↓), а при уменьшении давления

(Р↓) равновесие смещается в сторону увеличения числа молекул газа

(ν > 0) и увеличения объема системы (V↑).

При очень высоких давлениях ( порядка 10³10⁴ атм) равновесие в конденсированных системах также смещается в сторону уменьшения их объема (V↓), в направлении образования веществ с большей плотностью, более твердых и прочных. Например, при высоких давлениях графит переходит в более твёрдый, прочный и тяжёлый алмаз, H₂O_(т) (лед) превращается в другие кристаллические модификации льда с плотностью больше единицы.

1.7. Смещение химического равновесия

При изменении внешних параметров (р_i, C_i, P, T) возможно смещение равновесия в сторону прямой или обратной реакции или сохранение состояния равновесия в неизменном виде. Направление смещения химического равновесия можно определить двумя путями: по принципу

Ле Шателье и по термодинамическим уравнениям, которые являются количественным выражением этого принципа.