Химическое равновесие

ΔG = 0
ΔG0р = -RT.lnKp или

ΔG0с = -RT.lnKс

через концентрации

CL, CM, CA, CB–концентрации
растворённых

веществ

РL, РM, РA, CB –порциальные давления веществ

степенях равных стехиометрическим коэффициентам, к произведению равновесных концентраций исходных веществ

в степенях равных стехиометрическим коэффициентам при постоянной температуре является постоянной величиной.

[N2]·[Н2]3
или
Кр = Р2NH3/РN2·Р3Н2
В константу

равновесия входят только равновесные концентрации

системе в основном исходные вещества.
Кр = Кс (RT)Δ ν
Δν –

изменение числа молей газов в результате реакции.
Δν=(Σкоэф-ов перед продуктами реакции –Σкоэф-ов перед исх. в-ми).
Константа химического равновесия зависит от температуры и от природы реагентов.
При повышением температуры константа равновесия экзотермической реакции (ΔН0<0) уменьшается, а эндотермической реакции (ΔH0>0) увеличивается.

-2,48·lnКр298
При любой температуре:
ΔG0 = -RT·lnКр = -2,3 RT·lgКр
Определение

константы равновесия:
Кр = ехр (-ΔG/RT)

Сисх>[ ]
Cисх

– исходная концентрация - концентрация до начала реакции;
[ ]–равновесная концентрации– концентрация оставшаяся после наступления равновесия;
ΔС – израсходованная концентрация, потраченная до наступления равновесия.
В константу равновесия входят только равновесные концентрации.
Для продуктов реакции:
Сисх = [ ] - ΔС Сисх<[ ]

процесс А(г)+2В(г)↔Д(г)+2Е(г)
САисх=1моль/л СВисх=1моль/л
[Д]=0,1 моль/л
Кс -?

[Д] [Е]2 [0,1] [0,2]2
Кс = ⎯⎯⎯⎯ = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯
[А] [В]2 [0,9] [0,8]2


Кр =7·10-3

Кс = 7*10-3
САисх.-?




[Д]

[Е]2 [0,1] [0,2]2
Кс = ⎯⎯⎯⎯ = ⎯⎯⎯⎯⎯ = 7·10-3
[А] [В]2 [х] [0,8]2

х=0,9 моль/л СА исх.= 0,9+0,1=1 моль/л

[ ] реагирующих веществ.
[Д] [Е]2

Кс = ⎯⎯⎯⎯
[А] [В]2
[0,1] [0,2]2
Кс= ⎯⎯⎯⎯⎯ = 7·10-3
[1-х] [1-2х]2
Х=0,1 моль/л
[А]=0,9 моль/л ; [В]=0,8моль/л;
[Д]=0,1 моль/л;
[Е]=0, 2 моль/л

оказывается внешнее воздействие, то равновесие смещается в сторону ослабления этого

воздействия.
Внешние воздействия: концентрации веществ в системе, давление, температура.
Катализатор на смещение равновесия не влияет, а только ускоряет его наступление.

изменения концентраций.
При ↑Сисх.в-в., ↓Спрод. → прямой процесс.
При ↓ Сисх.в-в., ↑

Спрод. → обратный процесс.
Влияние общего давления в системе.
При ↑ р → в сторону ↓V.
При ↓ р → в сторону ↑V.

↓ С исх. в-в, ↓ Т, ↑ Р
----------------------------------→
←----------------------------------
↓ Спрод. р-ции,

↑ С исх. в-в, ↑ Т, ↓ Р
Согласно принципа Ле Шателье (принцип противодействия) для усиления нужного процесса нужно совершить противодействие по сравнению с эффектами с которыми идет данный процесс.
Для усиления прямого процесса надо:
↓ Спрод. р-ции, ↑ С исх. в-в, ↑ Т, ↓ Р

не входят никакие члены, относящиеся к твердым веществам, участвующим в

прямой и обратной реакциях.
(РСО2) (РН2)2
С(т)+ 2Н2О(г) ↔ СО2 + 2Н2 Кр = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
(РН2О)2
СаСO3 (т) ↔ СаО(т) + СO2 Кр = (РСО2)
Твердые исходные вещества и продукты реакции не влияют на смещение гетерогенного химического равновесия

твердого или жидкого вещества из одной температурной зоны в другую.

T1 = 200– 3000 T2 = 1100 – 1200 0C
Zr(т)+2I2 (г) ↔ ZrI4(г) ↔ Zr(т)+ 2I2(г)

без изменения химического состава.

менять, не затрагивая числа и природы фаз системы.
Правило фаз

Гиббс: С +Ф = n + K

Давление и температура влияют на равновесие
С = 2 + К – Ф
Влияет только температура
С = 1 + К - Ф

и СаО, и одна газовая СО2.
два компонента 3-1=2.
Число степеней

свободы по правилу фаз равно:
С = n + К – Ф = 2 + 2 – 3 = 1.

Ф
Однофазная система имеет две степени свободы и называется бивариантной.
Двухфазная

система имеет одну степень свободы и называется моновариантной.
Трехфазная система не имеет степеней свободы (С = 0) и называется инвариантной.

фазового равновесия, называются фазовыми диаграммами или диаграммами состояния.

Области между кривыми

- однофазны (С =2).
Кривые - равновесие между двумя фазами (С = 1).
ОС процесс кипения. Точка С - критическая.
ОВ – это кривая плавления.
ОА- процесс возгонки-сублимации
ОД- переохлажденное (метастабильное) состояние.
В точке О равновесие между тремя фазами. Это тройная точка. Её координаты точно определены. Здесь нет ни одной степени свободы (С = 0), это – инвариантная точка.

(состав – температура).