Практические константы равновесия

Закон действующих масс. Стандартная константа равновесия.

Рассмотрим химическую реакцию, протекающую в изобарно-изотермических условиях. При наступлении равновесия каждое вещество – участник реакции будет характеризоваться относительными парциальными давлениями в момент равновесия (). Для подобных систем критерием равновесия служит:

Химический потенциал одного моль идеального газа равен:

Таким образом, для химической реакциивсе участники которой газы можно записать условие равновесия:

- термодинамическое произведение, которое для нашей реакции записано:

Если в реакции участвует другое количество веществ, то произведение будет включать в себя другое количество множителей. Однако, величины, отвечающие продуктам реакции, всегда будут находиться в числителе, а величины, отвечающие исходным веществам – в знаменателе.

Вернемся к условию химического равновесия:

Таким образом, величина - произведение относительных парциальных давлений в момент равновесия будет зависеть только от температуры и природы реагирующих веществ. Данная величина , называется термодинамической константой равновесия.

Иногда на практике удобнее пользоваться не термодинамической константой равновесия, а величиной, ей пропорциональной.

1. Константа равновесия, выраженная через давление (К_p):

- парциальное давление.

При переходе к относительным парциальным давлениям:

Где

Таким образом, так же как и К₀ , К_P зависит только от температуры и природы реагирующих веществ. K_P=f()

2. Константа равновесия, выраженная через мольные доли ():

Мольная доля связана с законом Дальтона:

- относительное общее давление

;

Таким образом,

Общее давление в системе может меняться, поэтому зависит не только от температуры, но и от общего давления в системе. K_P=f()

Не смотря на то, что термодинамическая константа равновесия не зависит от давления, то есть соотношение парциальных давлений в момент равновесия для данной химической реакции при данной температуре есть величина постоянная, количество веществ в момент равновесия может меняться при изменении общего давления в системе

Представим, что

1) - реакция идет с увеличением числа молей. В этом случае, рост будет уменьшать , а следовательно и . Равновесие смещается в сторону исходных веществ.

2) - реакция идет с уменьшением числа молей. В этом случае, рост будет увеличивать , а следовательно и . Равновесие смещается в сторону продуктов реакции.

3) то рост общего давления не как не сказывается на равновесие и на .

3. Константа равновесия, выраженная через молярную концентрацию К_с

Таким образом, К_С будет зависеть от природы реагирующих веществ и от температуры:

K_С=f()

Термодинамическая константа равновесия есть величина безразмерная, так как относительное и парциальное давление тоже безразмерные величины.

Так же безразмерной величиной будет являться константа равновесия, выраженная через мольные доли.

K_P имеет размерность [давление]

K_C меет размерность [концентрация]

Дата добавления: 2013-12-12