При протекании химической реакции через некоторое время устанавливается химическое равновесие. Существует два признака химического равновесия: кинетический, термодинамический

. В кинетическом – υпр = υобр , в термодинамическом – характеризует химическую реакцию при условиях P, t – const ( ΔG = 0); при условиях V, Т – const ( ΔF = 0).

Химический потенциал

– функция, которая характеризует состояние i -го компонента при определенных внешних условиях.

где n1 – число молей i -го компонента.

Если к бесконечно большому количеству раствора прибавить определенное количество какого-нибудь компонента, то химический потенциал системы определяется изменением изобарного потенциала при изобарных условиях или изменением изохорного потенциала при изохорных условиях.

Химический потенциал зависит от концентрации данного компонента

μi = μ0 + RTLnPi– (для идеального газа),

где Рi – парциальное давление – вклад каждого компонента в общее давление или давление, которое компонент имел бы, если бы находился в смеси.

Парциальное давление – элементарная функция (можно складывать). Пример (O2, N2, H2) – их общее давление

μi= μ0+ RTLnCi – (для раствора),

μ0– значение химического потенциала при стандартных условиях.

Химический потенциал характеризует способность данного компонента выходить из данной фазы путем испарения, растворения, кристаллизации и т. д. Переход этот происходит произвольно.

В результате химического равновесия скорость прямой реакции уменьшается, а скорость обратной реакции увеличивается.

Концентрации, которые соответствуют химическому равновесию, называются равновесными концентрациями

. Связь между равновесными концентрациями устанавливается законом действующих масс (ЗДМ)

. Этот закон в 1867 г. вывели К. М. Гульберг

и П. Вааге

.

Кинетический вывод ЗДМ

f – фугитивность – парциальное давление для реальных газов. Возникает вопрос, будут ли равняться Кp и Кс.

Кp и Кc– отличаются на RT ∑vi в сумме стехиометрических коэффициентов.

Связь между Кp и Кс

если ∑vi = 0, то Kp = Kc. ∑vi = 1 + 1 – 1 – 1 =0 – когда стехиометрический коэффициент = 1.