Закон діяння мас Ґульдберґа-Воґе

1. Закон діяння мас Ґульдберґа-Воґе виражає залежність швидкости хемічної реакції від концентрації реаґуючих речовин і співвідношення між парціальними тисками, концентраціями, молярними частками, фуґітивностями і активностями компонентів речовин, які беруть участь в хемічній реакції при рівновазі.

2. Висліди із закону:

1) Закон показує, що співвідношення між концентраціями, …, які виражені константою рівноваги, не залежить від того, які з речовин, що беруть участь в реакції, застосовуються в якости вихідних і в яких відносних кількостях вони введені в реакцію.

Так, при отриманні HI за реакцією

H₂+I₂↔2HI, (9.50)

коли вихідними речовинами є H₂ і I₂, реакція (9.50) у початковий період протікає у напрямку утворення HI, при цьому швидкість її залежить від парціальних тисків H₂ і I₂. Далі швидкість реакції уповільнюється, так як зменшуються концентрації вихідних компонентів, і по мірі зростання парціального тиску HI зростає швидкість зворотної реакції і, в кінці кінців, настає стан рівноваги, коли швидкости прямої і зворотньої реакцій стають рівними.

Якщо в якости вихідної речовини взяти HI, то висліди будуть аналогічні:

у начальний момент відбувається лише дисоціація HI, а по мірі зменшення концентрації HI накопичуються кінцеві продукти реакції H₂ і I₂, швидкости прямої і зворотньої реакцій вирівнюються і досягається стан рівноваги.

На рис. 9.1 показана зміна концентрації (парціального тиску) HI у часі при реакціях дисоціації HI (а) і утворення HI з H₂ і I₂ (б)

Рис. 9.1. Зміна концентрації HI у часі при реакції дисоціації (а) і утворення (б)

2) Це не означає, що у даний момент часу при будь-якому відносному вмісті компонентів у вихідній суміші склад рівновагової суміші ґазів при Т=const повинен бути однаковим, а означає лише те, що співвідношення між концентраціями компонентів, яке виражено константою рівноваги, є сталим. Лише при цьому співвідношенні між парціальними тисками швидкости прямої і зворотньої реакцій рівні між собою, а ізобарно-ізотермний потенціал системи є мінімальний (рис. 9.2):

.

На кривій G~f (c_HI) існує мінімум в точці а, що відповідає стабільній рівновазі. При будь-якому іншому відносному вмісті HI реакція, що протікає самочинно 1→ а в цих умовах, може відбуватися лише у тому напрямку, в якому склад системи наближається до складу точки а (рис. 9.2).

3) Взаємозв’язок парціальних тисків (або концентрацій) цих речовин, які беруть участь в реакції:

· в умовах рівноваги парціальні тиски (або концентрації) всіх речовин, що беруть участь в реакції, пов’язані між собою;

неможливо змінити парціальний тиск (або концентрації) ні однієї з речовин, щоби це не потягло за собою такої зміни парціальних тисків (або концентрацій) всіх решта речовин, що беруть участь в реакції, яка приведе до попереднього числового значення константи рівноваги при даних умовах.

Рис. 9.2. Зміна ізобарно-ізотермного потенціалу хемічної реакції утворення HI

Дата добавления: 2014-12-25