Химическое равновесие – динамическое состояние системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, а соотношение количеств исходных веществ и продуктов во времени не меняется.
H2 Г I2 Г 2HI Г
СHI , моль/л 
СHI равн.
0 |
, с |
|
Закон действующих масс (ЗДМ химического равновесия)
Для химического равновесия реакции:
A B C D
A B C D
Условие равновесия можно записать следующим образом:
кинетическое условие равновесия: |
υпр |
υобр |
|
термодинамическое условие равновесия: Gреакц0 0
Частные случаи определения аi
Чистое вещество: aчист. в ва 1
Гетерогенные сложные системы:
2Hg ж Br2 р-р Hg2Br2 тв a(Hg ж ) aчист 1
а(Hg2Br2 тв ) aчист 1 а(Br2 р-р ) 1
Растворы – сложные, гомогенные системы. Разбавленные растворы:
Для растворённого вещества (B) :
С В 0, y B 1 a B C B
Для растворителя (S) : Т.к. С В 0,
S чистому веществу a(S) 1
ЗДМ химической реакции
ЗДМ: Состояние химического равновесия не зависит от концентрации и давления системы при постоянной температуре, т.е. является постоянной величиной.
Kp |
pCνC |
pDνD |
|
Для газовых реакций |
|||||
|
|
pAνA pBνB |
|
|
|
|
|||
|
|
ν |
|
ν |
для ионных реакций |
||||
KC CCC |
CDD |
|
|
|
|||||
|
|
CAνA CBνB |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
νC |
νD |
|
|
νC |
νD |
|
CmC |
CmD |
||||
|
XC |
X D |
|
|
|
KCm |
|
|
|
Kx X AνA X BνB |
CmAνA CmBνB |
||||||||
|
|||||||||
Взаимосвязь энергии Гиббса с константой химического равновесия
Для равновесной реакции
A B C D
A B C D
Gреакц i Gi прод. i Gi исх. в - в
КсCνC сDνD сAνA сBνB
Gреакц0 RT ln K
- уравнение стандартной изотермы химической реакции.
Gр0 ции
K e RT
const при Т const
Выводы
Константа равновесия К не зависит от концентрации и давления системы, а определяется лишь химической природой вещества и температурой;
Константу равновесия можно определить 2 способами:
1.По известным значениям равновесных концентраций, давлений и т.д. ;
2.По термодинамическим характеристикам
Gр ции RT ln K |
G0 |
G0 |
|
обр.i |
р ции |
По величине константы равновесия можно судить о степени
протекания реакции: |
|
n |
' |
C |
' |
К , |
|
|
|||
n0 |
|
||||
|
|
C0 |
|||
К>>1 => 1 |
K<<1 => 0 |
Влияние различных факторов на химическое равновесие
Принцип Ле-Шателье
Смещение равновесия при изменении концентрационных факторов ( Ci, Рi,V)
A A BB CC D D |
||||
|
|
|
||
K=const |
|
сCνC сDνD |
|
|
К сAνA сBνB |
||||
|
||||
При введении в раствор слабого электролита одноимённых ионов, понижается степень диссоциации данного электролита .
OH
HClO H ClO
ClO
Равновесие для реакции с участием газообразного вещества:
Zn 2HCl |
p |
ZnCl2 H2 |
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
Cr O2 |
OH |
CrO2 |
|
||
2 7 |
|
4 |
оранжевый |
H |
жёлтый |
|