1. Понятие химического равновесия. Закон действующих масс

Физическая химия. Конспект лекций / Химическое равновесие / 1. Понятие химического равновесия. Закон действующих масс

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.

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),

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

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

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

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

Смотрите также

Энтальпия образования индивидуальных веществ. Прогнозирование энтальпии образования методом Бенсона
Наилучшее решение вопросов разработки процессов химической технологии и аппаратуры для их проведения возможно лишь при наличии надежной информации по физико-химическим и термодинамическим с ...

Современные и перспективные требования к качеству дизельных топлив. Ассортимент, качество и состав дизельных топлив.
  Нефтеперерабатывающей промышленностью вырабатывается дизельное топливо по ГОСТ 305—82 трех марок: Л — летнее, применяемое при температурах окружающего воздуха 0 °С и выше; 3 — зимнее, при ...

Жизнь и деятельность Д.И. Менделеева. Периодический закон
Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева – основа современной химии. Да и остальные открытия ученого по сей день не потеряли своего значения. Дмит ...