Химическое равновесиеПериодическая система / Лекции по коллоидной химии / Химическое равновесиеСтраница 3
Для изобарно-изотермического процесса аналогичным образом можно получить:
(I.97)
Полученные нами выражения I.96 – I.97 есть изотерма химической реакции. Если система находится в состоянии химического равновесия, то изменение термодинамического потенциала равно нулю; получаем:
(I.98)
(I.99)
Здесь сi
и рi– равновесные концентрации и парциальные давления исходных веществ и продуктов реакции (в отличие от неравновесных Сi и Рi в уравнениях I.96 – I.97).
Поскольку для каждой химической реакции стандартное изменение термодинамического потенциала ΔF° и ΔG° есть строго определенная величина, то произведение равновесных парциальных давлений (концентраций), возведенных в степень, равную стехиометрическому коэффициенту при данном веществе в уравнении химической реакции (стехиометрические коэффициенты при исходных веществах принято считать отрицательными) есть некоторая константа, называемая константой равновесия. Уравнения (I.98, I.99) показывают связь константы равновесия со стандартным изменением свободной энергии в ходе реакции. Уравнение изотермы химической реакции связывает величины реальных концентраций (давлений) реагентов в системе, стандартного изменения термодинамического потенциала в ходе реакции и изменения термодинамического потенциала при переходе из данного состояния системы в равновесное. Знак ΔG (ΔF) определяет возможность самопроизвольного протекания процесса в системе. При этом ΔG° (ΔF°) равно изменению свободной энергии системы при переходе из стандартного состояния (Pi = 1 атм., Сi = 1 моль/л) в равновесное. Уравнение изотермы химической реакции позволяет рассчитать величину ΔG (ΔF) при переходе из любого состояния системы в равновесное, т.е. ответить на вопрос, будет ли химическая реакция протекать самопроизвольно при данных концентрациях Сi (давлениях Рi) реагентов:
(I.100)
(I.101)
Если изменение термодинамического потенциала меньше нуля, процесс в данных условиях будет протекать самопроизвольно.
Смотрите также
Модификация полиэлектролитов наночастицами
Процессы
коагуляции и флокуляции применяются для выделения взвешенных твердых частиц из
воды, если скорость их естественного осаждения слишком мала, чтобы обеспечить
эффективное осветление ...
Поведение полимерных веществ в присутствии ионов металлов
Исследование поведения полимеров (в том числе полимерных гидрогелей) в
растворах солей металлов представляет собой огромный практический и
теоретический интерес. Изучение особенностей тако ...
Химический элемент ванадий
В начале XIX в. в
Швеции были найдены новые богатые месторождения железной руды. Одна за другой
сооружались доменные печи. Но что примечательно: при одинаковых условиях
некоторые из ни ...