ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
25
зависит только от температуры и от природы реагирующих веществ (т.е. от значения
0
G∆
).
На практике часто пользуются т.н.
концентрационной константой равнове-
сия, т.е. выраженной через концентрации (например, через молярную, поэтому обо-
значается
C
K), которая (в отличие от термодинамической) зависит не только от при-
роды реагентов и температуры, но (в небольшой степени) и от других параметров
системы: концентрации, давления и т.п.
Отметим, что
a
K и
C
K являются безразмерными величинами, т.к. активно-
сти или концентрации веществ подставляются в выражения констант в
относи-
тельных
единицах (по отношению к величинам в стандартном состоянии, т.е. к
1 моль/л).
Простым расчетом, используя формулу (7), можно показать, что если
0G
0
<<∆ , то 1K
a
>> (т.е. при наступлении равновесия в системе, в основном, при-
сутствуют, как видно из выражения (6), продукты реакции). И наоборот.
СДВИГ РАВНОВЕСИЯ
Помимо прочего формула (4) отражает и тот факт, что если на равновесную
систему оказывается
внешнее воздействие (изменяется температура или давление,
или концентрация какого-либо вещества), то это приводит к
возникновению дви-
жущей силы (
0G ≠∆ ) и, значит, протеканию реакции в ту или иную сторону до уста-
новления
нового равновесия (т.е. когда снова 0G
=
∆
).
Процесс установления
нового равновесия под действием извне называется
сдвигом химического равновесия. Причем, если движущая сила, возникающая при
внешнем воздействии на систему, положительна (
0G >
∆
), то сдвиг равновесия про-
исходит влево, а если отрицательная (
0G
<
∆
), то вправо (подробнее – см. ниже).
(Отметим, что если система при снятии внешнего воздействия как после сдви-
га равновесия вправо, так и после сдвига влево,
возвращается в прежнее положе-
ние равновесия, значит, это равновесие является
истинным, а не ложным.)
Направление сдвига легко определить по формуле (4); а также используя
принцип Ле Шателье: при изменении параметров системы воздействием извне
равновесие смещается в сторону процесса, который
ослабляет это воздействие.
Рассмотрим конкретнее, как действие данного принципа объясняется с пози-
ции термодинамики:
а)
Влияние темпрературы. Как уже отмечалось, значения H∆ и S∆ реакции
мало зависят от температуры, поэтому влияние T на состояние равновесия опреде-
ляется, в основном,
ростом энтропийного фактора ( S
T
∆
), т.е. второго слагаемо-
го в формуле Гиббса (2б). А именно: при
нагревании в случае экзотермического
процесса растет ДС обратной реакции (см. выше), и равновесие смещается
влево; а
для
эндотермического – прямой, и имеем сдвиг равновесия вправо.
За счет обоих указанных сдвигов тепло поглощается, и температура несколько
снижается. Таким образом, система
ослабляет оказываемое на нее воздействие.
Аналогично, при
охлаждении системы внешним воздействие наблюдаются обрат-
ные сдвиги, т.е. в сторону экзотермической реакции, и выделяемое тепло отчасти
компенсирует снижение T, вызванное действием извне. Так объясняется действие
принципа Ле Шателье с точки зрения термодинамики при варьировании T.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- …
- следующая ›
- последняя »
