МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ им. К.Г.Разумовского

Филиал в г. Омске

Кафедра технологий промышленности

Физическая химия

Конспект лекций

дисциплине «Физическая химия»

Омск 2013

2. Химическое равновесие

1. Характеристика химического равновесия

2. Константа равновесия. Способы выражения константы равновесия в гомогенных системах. Особенности выражения константы равновесия гетерогенной реакции.

3. Принцип Ле Шателье. Влияние давления и добавок индеферентных (нейтральных) газов на сдвиг равновесия.

4. Уравнение изотермы химической реакции Вант-Гоффа.

5. Нормальное (стандартное) химическое сродство.

6. Вывод уравнения изобары и изохоры химической реакции.

7. Зависимость константы равновесия от температуры. Интегрирование уравнения изобары.

2.1. Характеристика химического равновесия

,

где - это условие химического равновесия

Характеристика химического равновесия:

1. Равновесное состояние наиболее устойчиво (наиболее вероятно), переход к любому другому состоянию требует затраты работы.

2. Возможность подхода к состоянию равновесия с 2-х сторон.

3. Динамический характер равновесия: процессы при равновесии не прекращаются, а протекают в прямом и обратном направлении с одинаковой скоростью.

→

V

V

←

V

Время t

2. Подвижность равновесия: если на систему оказывается бесконечно малое воздействие, то система выходит из состояния равновесия. При устранении воздействия система возвращается в состояние равновесия.

3. Экстремальное значение соответствующих функций

_Smax, G_min, F_min

Метастабильное состояние равновесия – это состояние кажущегося равновесия.

2.2. Константа равновесия

где A, B, C, D – идеальные газы, P_A, P_B, P_C, P_D – парциальные давления газов в равновесной смеси.

Математическое выражение для константы равновесия и является математическим выражением для закона действия масс

Закон действия масс показывает, что отношение произведений парциальных давлений продуктов реакций к произведению парциальных давлений исходных веществ есть величина постоянная при данной температуре.

- это функция от температуры

Константа равновесия может быть выражена через концентрацию веществ:

, или

или через мольную долю

,

где N – это мольная доля, так как давление и концентрация твёрдых веществ величины постоянные при данной температуре, то они не зависят от количества вещества, и поэтому не входят в константу равновесия.

3. Принцип Ле Шателье

Принцип Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии устойчивого равновесия, оказывается внешнее воздействие, изменяющее одно из условий определяющих положение равновесия, то равновесие смещается в ту сторону, чтобы уменьшить внешнее воздействие

1. Влияние температуры: повышение температуры означает, что к системе подводится тепло, равновесие при этом смещается в сторону процесса, идущего с поглощением тепла (в сторону эндотермической реакции)

2. Влияние давления: увеличение давления смещает равновесие в сторону меньших объёмов (меньшего числа молей газообразных веществ). Давление оказывает влияние на реакции, в которых участвуют вещества в газообразном состоянии.

3. Добавление индеферентных газов, т.е. газов не участвующих в данной реакции (например, азот). Разбавление смеси индеферентным газом действует также как уменьшение давления.

2 +1 →2

n = 2-3 = -1 моль < 0

при добавлении азота равновесие смещается справа налево