Вплив тиску на рівновагу хемічної реакції. Принцип зміщення рівноваги Ле шательє-брауна

1. Враховуючи, що

; (9.94)

, (9.95)

для реакції в ідеальній ґазовій суміші запишемо:

, (9.96)

де – сумарна кількість молей компонентів, що беруть участь в хемічній реакції.

З (9.96) витікає, що К _х (на відміну від К_р) залежить від загального тиску:

· якщо реакція відбувається із збільшенням кількостей компонентів ∆ν>0, то із збільшенням тиску К _х зменшується, що означає зсув рівноваги у зворотньому напрямку;

· якщо реакція відбувається із зменшенням кількостей компонентів ∆ν<0, то із збільшенням тиску К _х збільшується і зсув рівноваги відбувається зліва направо (у прямому напрямку);

· якщо реакція відбувається при ∆ν=0, то зміна тиску не впливає на рівновагу;

· якщо при ∆ν>0 до суміші компонентів за рахунок збільшення об’єму додати «інертний» ґаз (тобто той, що не бере участи в хемічній реакції) при незмінному загальному тиску, то загальна кількість молей речовин в суміші зростає ( >0). Так як р=const, то К _х =const, але в (9.96) зросте чисельник і зменшиться знаменник , тобто відбудеться зсув рівноваги хемічної реакції у прямому напрямку:

· при ∆ν<0 додавання «інертного» ґазу приведе до зсуву рівноваги у зворотньому напрямку;

· збільшення числа молей «інертного» ґазу не вплине на рівновагу.

Вплив додавання «інертного» ґазу на зсув рівноваги хемічної реакції пояснюється тим, що при цьому (при р=const) зростає об’єм реакційної суміші, що аналогічно зменшенню тиску при відсутности «інертного» ґазу.

2. Для реакції в реальній ґазовій суміші замість (9.96) будемо мати (враховуючи, що ):

, (9.97)

де ∆ν – зміна стехіометричних коефіцієнтів.

При зміні тиску К_γ змінюється, так як залежить від коефіцієнтів фуґітивности реаґентів, а К_f=const. Так як при цьому К_γ змінюється у меншій мірі, ніж р^∆ν, тому у реальній ґазовій суміші якісно залишаються ті ж висновки про напрямок зсуву рівноваги при ∆ν>0, ∆ν<0, ∆ν=0, які були зроблені для хемічної реакції в ідеальній ґазовій суміші.

3. Вплив тиску на рівновагу в ідеальному розчині незначний, так як об’єм розчину з-за малої стисливости рідин майже не змінюється від тиску.

4. Якщо розчинник не бере участи в хемічній реакції, то розведення розчину (додавання розчинника) можна розглядати як збільшення кількости «інертної рідини» в реакційній суміші згідно (9.96).

5. Рівняння (9.96) є вислідом 1^го і 2^го начал термодинаміки. З нього можна кількісно визначити вплив тиску або «інертного ґазу» (або «інертної рідини») на вміст реаґентів у рівноваговій суміші ідеальних або неідеальних ґазів та ідеальних або неідеальних розчинах.

6. Для якісного визначення напрямку зсуву рівноваги в хемічній реакції користуються принципом зміщення рівноваги Ле Шательє-Брауна:

Дата добавления: 2014-12-25