Гетерогенные химические равновесия

Закон действующих масс был выведен с использованием закона состояния идеальных газов и применим в первую очередь к газовым смесям. Однако его без существенных изменений можно применить и к значительному числу гетерогенных равновесий, например, с участием твердых веществ и газов.

В этом случае газы составляют общую газообразную фазу и их химические потенциалы при условии применимости закона идеальных газов можно записать в известном виде (смотри (III, 52)):

Для твердых участников реакции наиболее просто дело обстоит, когда они, не образуя твердых растворов, кристаллизуются в виде отдельных фаз, представляющих собой чистые вещества. Так, например, при реакциях

и

твердые вещества FeO и Fe, а также CaCO₃ и CaO не растворяются одно в другом и образуют самостоятельные фазы. В таком случае химические потенциалы отдельных твердых веществ, рассчитанные на 1 моль, не зависят от их относительных количеств. Поэтому при постоянных температуре и давлении химические потенциалы твердых участников реакции постоянны.

Из сказанного следует, что в константу равновесия реакций этого типа входят лишь парциальные давления газообразных участников реакции.

Так, для реакции

константу равновесия следует записать так:

А для реакции обжига карбоната кальция

, т. к. здесь всего один газообразный участник химического превращения.

Несмотря на то, что константа равновесия гетерогенной реакции выражается через парциальные давления только газообразных реагентов, величина K_P зависит от свойств всех участников реакции.

Так, при термической диссоциации MgCO₃ и CaCO₃ выражение для константы одно и то же (), но величина ее различна, так как химические потенциалы MgCO₃ и MgO отличаются от химических потенциалов CaCO₃ и CaО.

Дата добавления: 2014-11-29