Химическое равновесие. Факторы, влияющие на смещение равновесия. Принцип Ле Шателье. Константа химического равновесия, ее связь с термодинамическими функциями
Рефераты по химии / Общая и неорганическая химия / Химическое равновесие. Факторы, влияющие на смещение равновесия. Принцип Ле
Шателье. Константа химического равновесия, ее связь с термодинамическими
функциямиСтраница 2
(rr G)р,Т = - RТ ln Кр0 + R Т ln рDn D р F n F
рАn А р В n В
Которое и называют уравнением изотермы химической реакции в общем виде.
По уравнению изотермы вычисляют энергию Гиббса реакции, а также определяют направление и глубину ее самопроизвольного протекания при данных условиях, если известны стандартная константа равновесия для данной температуры и исходный состав произвольно приготовленной реакционной смеси, т.е. неравновесные относительные, например, парциальные давления рi всех компонентов в начальный момент времени. Очевидно, что чем больше абсолютное значение (rr G)р,Т, тем менее равновесна система.
-если в реакционной смеси присутствуют или только продукты реакции или только исходные вещества, то (rr G)р,Т ®±Ґ для любой реакции;
- (rr G)р,Тс 0 реакция протекает в обратном направлении справа налево до установления равновесия;
-(rr G)р,Тб 0 реакция протекает самопроизвольно в прямом направлении;
-(rr G)р,Т= 0 отвечает состоянию химического равновесия;
-Если величина, стоящая под знаком логарифма во втором слагаемом равна единице (это возможно, например при начальных относительных парциальных давлениях всех компонентов, равных единице, т.е. компоненты находятся в стандартных условиях), то само слагаемое равно нулю, а уравнение изотермы трансформируется:
(rr G)р,Т = - RТ ln Кр0 или rr GТ0 = - RТ ln Кр0
и его называют стандартным уравнением изотермы химической реакции или уравнением стандартного сродства. С его помощью можно вычислить Кр0 без экспериментального изучения равновесия.
Уравнение изобары химической реакции определяет зависимость константы равновесия Кр0 от температуры и в дифференциальной форме выводится на основании стандартного уравнения изотермы
rr GТ0 = - R ln Кр0
Т
и дифференциального уравнения энергии Гиббса – Гельмгольца для стандартных условий
rr GТ0 = rr НТ0 + Т d (rr GТ0)
d Т
После преобразований получают уравнение изобары:
d ln Кр0 = rr Н0Т
d Т RТ2
Анализируя его можно установить, что, чем больше абсолютная величина теплового эффекта и чем ниже температура, тем больше значение производной, следовательно, сильнее сказывается изменение температуры на константе равновесия и в большей степени смещается положение равновесия. Уравнение полезно при вычислении графическим путем тепловых эффектов реакции. Если температурная зависимость константы равновесия выражена в координатах ln Кр0 - 1/ Т.
Газофазная реакция осуществляется в закрытой системе, при постоянном объеме (V = соnst).
Уравнение изохоры химической реакции в дифференциальной форме:
d ln К с0 = rr U0Т
d Т RТ2
В интегральной форме:
ln К 0с2 = rr U0Т (Т2-Т1)
К 0с1 RТ1 Т2
Где rr U0Т - изменение стандартной внутренней энергии реакции; К с0 - безразмерная стандартная константа равновесия, выраженная через относительное равновесные молярные концентрации компонентов.
К внешним факторам, влияющим на состояние равновесия любой системы (гомогенной или гетерогенной), относятся температура, давление, внешние поля (электрическое, магнитное, гравитационное и др.). Если значение последнего фактора существенно не отличается от нормального им пренебрегают. Обычно рассматривают воздействие только двух важных факторов: температуры, давления.
Влияние изменения внешних условий на состояние равновесия устанавливается термодинамическим положением, впервые сформулированным Брауном, которое называется правилом смещения положения подвижного равновесия, или принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии истинного химического равновесия, оказывать внешнее воздействие путем изменения какого-либо из условий (Сi, Т, рi. Робщ), определяющих положение равновесия, то в системе происходит изменение равновесного состава и смещение положения равновесия в направлении того процесса, протекание которого ослабляет эффект (влияние) этого воздействия
Информация о химии
Ленард (von Lenard), Филипп Эдуард Антон фон
Немецкий физик Филипп Эдуард Антон фон Ленард родился в Прессбурге в Австро-Венгрии (ныне Братислава, Словакия) и был единственным ребенком состоятельного виноторговца Филиппа фон Ленарда и урожденной Антонии Бауман. Когда Ленард ...
Ti — Титан
ТИТАН (лат. Тitanium), Ti, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 22, атомная масса 47,88. Свойства: серебристо-белый металл; легкий, тугоплавкий, прочный, пластичный; плотность 4,505 г/см3, tпл 1671 &d ...
Sn — Олово
ОЛОВО (лат. Stannum), Sn, химический элемент с атомным номером 50, атомная масса 118,710. О происхождении слов «stannum» и «олово» существуют различные догадки. Латинское «stannum», которое иног ...