ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
73
2. Практикум по физической химии / Под ред. И .В .Кудряшова. –
М .:Высш.шк ., 1986. – С.223– 244.
РАЗДЕЛ VI
ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
Известно, что при р,Т = const условием равновесия химической реакции:
...AA...AA
'
2
'
2
'
1
'
12211
+ν+ν⇔+ν+ν
( где
'
2
'
121
A,A,...A,A
- исходные вещества и продукты взаимодействия, а
'
2
'
121
,,..., νννν
– их стехиометрические коэффициенты ) условием химического
равновесия будет:
0
i
k
1i
i
=µν
∑
=
, (μ
i
– химический потенциал компонентов системы)
а равновесные концентрации, парциальные давления или молярная доля
исходных веществ и продуктов находятся между собой в определенном
соотношении, которое называется законом действия масс:
;
cc
cc
K
2
2
1
1
'
2
'
2
'
1
'
1
AA
AA
c
⋅⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅
=
νν
νν
;
pp
pp
K
2
2
1
1
'
2
'
2
'
1
'
1
AA
AA
p
⋅⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅
=
νν
νν
⋅⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅
=
νν
νν
2
2
1
1
'
2
'
2
'
1
'
1
AA
AA
x
xx
xx
K
,
где
c
K
-константа равновесия.
Условием самопроизвольного протекания химической реакции
является (
∑
µν
ii
)
р , Т
< 0, а невозможность процесса (
∑
µν
ii
)
р , Т
> 0. Константа
равновесия К
р
, произвольные парциальные давления участников реакции связаны
с изменением изобарно -изотермического потенциала уравнением:
i
i
ipT,p
PlnRTKlnRTG
∑
ν+−=∆
;
Для стандартных условий, когда р
i
= 1атм :
p
0
298
KlnRTG −=∆
Температурная зависимость константы равновесия дается уравнениями
изобары и изохоры Вант-Гоффа:
(
)
(
)
(
)
(
)
,RTHdTKlnd
2
p
∆=
(
)
(
)
(
)
(
)
,RTUdTKlnd
2
v
∆=
где ∆Н – изменение энтальпии, ∆U - изменение внутренней энергии.
Из этих уравнений видно, что в случае эндотермической реакции (
H
∆
>0 или
0Q
p
__
<
) имеем
(
)
(
)
dTKlnd
p
>0, т.е . с ростом температуры константа равновесия
растет, и выход продуктов увеличивается. Для экзотермической реакции (
H
∆
<0
или
0Q
p
__
>
)
(
)
(
)
dTKlnd
p
<0 и с ростом температуры константа равновесия
уменьшается, т.е . равновесие сдвигается в сторону исходных веществ .
73 2. Прак тик ум по физиче ск о й химии / По д ре д. И .В .К удряшо ва. – М .:В ысш.шк ., 1986. – С.223– 244. Р А ЗД Е Л VI Х И М И ЧЕ С КО Е РА В НО В Е С И Е И зве стно , что при р,Т = const усло вие м равно ве сияхимиче ск о й ре ак ции: ν 1A 1 + ν 2 A 2 + ... ⇔ ν1' A 1' + ν '2 A '2 + ... (где исхо дные ве щ е ства и про дук ты взаимо де йствия, а A 1 , A 2 ,...A 1' , A '2 - ν 1 , ν 2 ,...ν , ν – их сте хио ме триче ск ие к о эффицие нты) усло вие м химиче ск о го ' 1 ' 2 равно ве сияб уде т: k ∑ν µ i =1 i i = 0 , (μ i – химиче ск ий по те нциал к о мпо не нто в систе мы) а равно ве сные к о нце нтрации, парциальные давле нияили мо лярнаядо ля исхо дных ве щ е ств и про дук то в нахо дятсяме ж ду со б о й в о пре де ле нно м со о тно ше нии, к о то ро е называе тсязак о но м де йствиямасс: c νA1' ⋅ c νA2' ⋅ ⋅ ⋅ p νA1' ⋅ p νA2' ⋅ ⋅ ⋅ x νA1' ⋅ x νA2' ⋅ ⋅ ⋅ ' ' ' ' ' ' Kc = ν1 1 ν2 2 ; Kp = ν1 1 ν2 2 ; Kx = ν1 1 ν2 2 , c ⋅cA1 A2 ⋅⋅⋅ p ⋅p A1 A2 ⋅⋅⋅ x A1 ⋅x A2 ⋅⋅⋅ где K c -к о нстанта равно ве сия. Усло вие м само про изво льно го про те к ания химиче ск о й ре ак ции являе тся( ∑ ν i µ i )р,Т < 0, а не во змо ж но сть про це сса ( ∑ ν i µ i )р,Т > 0. К о нстанта равно ве сия К р, про изво ль ные парциальные давле ния участник о в ре ак ции связаны с изме не ние м изо б арно -изо те рмиче ск о го по те нциала уравне ние м: ∆G p ,T = −RT ln K p + RT ∑ ν i ln Pi ; i Д лястандартных усло вий, к о гда рi = 1атм: ∆G 0298 = − RT ln K p Т е мпе ратурная зависимо сть к о нстанты равно ве сия дае тся уравне ниями изо б ары и изо хо ры В ант-Го ффа: (d ln K ) (dT ) = (∆H ) (RT ) p 2 , (d ln K v ) (dT ) = (∆U ) (RT ) 2 , где ∆Н – изме не ние энтальпии, ∆U - изме не ние внутре нне й эне ргии. И з этих уравне ний видно , что в случае эндо те рмиче ск о й ре ак ции ( ∆H >0 или Q p < 0 ) име е м (d ln K p ) (dT ) >0, т.е . с ро сто м те мпе ратуры к о нстанта равно ве сия __ расте т, и выхо д про дук то в уве личивае тся. Д ля эк зо те рмиче ск о й ре ак ции ( ∆H <0 или Q p > 0 ) (d ln K p ) (dT ) <0 и с ро сто м те мпе ратуры к о нстанта равно ве сия __ уме ньшае тся, т.е . равно ве сие сдвигае тсяв сто ро ну исхо дных ве щ е ств.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- …
- следующая ›
- последняя »