Изотерма химических реакций

Рассмотрим при постоянной температуре и в изменении энергии Гиббса для обратимой химической реакции между веществами, взятыми в произвольных концентрациях.

.

Выражение энергии Гиббса

,

неравновесн.

, , - неравновесные, а произвольные концентрации реагирующих веществ.

,

, , - равновесные концентрации реагирующих веществ.

- изотерма химической реакции.

Если исходные числа молей , будут больше равновесных, а меньше равновесных, то

,

.

Напряжение реакции будет идти вправо.

Если же будет обратное соотношение числа молей взятых и полученных веществ, т.е., - реакция идет влево.

- система в равновесии.

.

Изотерма химических реакций характеризует возможность и напряжение химических реакций в условиях при постоянных Т и Р в зависимости от концентрации веществ.

Изобара химических реакций

Фиксируем давление в системе и находим зависимость между и равновесия

.

Пример №1.

Реакция идет с поглощением тепла

,

.

При увеличении Т растет.

.

Q ее рост указывает на увеличение концентрации или порциональных давлений конечных продуктов, т.е. равновесие смещается вправо.

Пример №2.

,

,

.

С повышением температуры, уменьшается и молекула СО₂ распадается на СО и О₂. Реакция идет справа налево.

T

lnK_N

1.Реакция эндотермическая

, , .

2.Реакция экзотермическая

, , .

Французский ученый Ле-Шателье обобщил выводы из II начала термодинамики по смещению равновесия обратимых реакций. Это обобщение известно под названием принципа Ле-Шателье.

Если на систему, находящейся в равновесии, оказывать внешнее воздействие, изменяя давление, температуру или соотношение концентраций, то в системе возникнут процессы, уменьшающие это воздействие.

1) Влияние изменения соотношения концентраций, определяется уравнением изотермы химических реакций.

2) Влияние изменения температуры определяется уравнением изобары химических реакций.

3) Влияние давления на смещение равновесия определяется соотношением и

, при .

Увеличение давления смещает равновесие в сторону меньшего количества солей газообразных веществ.

Для расчета стандартного изменения энергии Гиббса и констант равновесия газовых систем можно использовать точные и приближенные уравнения.

Точные уравнения:

1. ;

2. .

Приближенные уравнения:

1. ;

2. .

Пример 1.

,

,

.

Пример 2.

Определить процентный состав равновесной газовой смеси, образовавшейся при нагревании до .

,

, .

Составляем таблицу для расчета концентрации в момент равновесия.

Газ	Взято	Ушло	Получено	Равновес
	-	-
	-	-
	2	2	-	2-2

- мольная доля газа в смеси.

,

.

Состав газа:

,

,

.

,

,

.