Основы химической физики. Простов В.Н. - 122 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

Условием равновесия системы с химической реакцией является
равенство полных химических потенциалов исходных веществ и
продуктов. Умножение химических потенциалов реагентов на их
стехиометрические коэффициенты отражает взаимную зависимость
масс участников реакции из уравнения материального баланса.
7.2. Химическое равновесие между идеальными газами.
Предположим, что в идеальной газовой смеси идёт реакция
аА
(Г)
+ bВ
(г)
= сС
(Г)
+ dD
(Г)
.
Пусть в равновесии установились парциальные давления газов равные
Р
А
, Р
В
, Р
С
, Р
D
. Химический потенциал каждого компонента можно
записать в виде
µ
i
=
µ
0
i
+ RT
⋅
lnP
i
. (7.2)
Надо помнить, что формула (7.2) на самом деле выглядит так
µ
i
-
µ
0
i
= RT
⋅
lnP
i
/1атм
т.е. в (7.2) давление под логарифмом всегда стоит в атм.
Подставим в условие равновесия (7.1) значения химических
потенциалов компонентов. Получаем
аµ
0
А
+RTln(P
А
)
а
+bµ
0
В
+RTln(P
В
)
b
= сµ
0
С
+RTln(P
C
)
c
+dµ
0
D
+RTln(P
D
)
d
Перенесём все члены, содержащие давление в левую, а стандартный
химический потенциал – в правую часть уравнения:
.ln
0000
DCBА
b
B
a
A
d
D
c
C
dcba
PP
PP
RT
µµµµ
−−+=
⋅
⋅
Для идеальных газов величины
µ
0
i
являются функциями только
температуры и не зависят от давления и состава. Следовательно
,
P(Т)
b
B
a
A
d
D
c
C
K
PP
PP
=
⋅
⋅
(7.3)
где
К
Р(Т)
– константа равновесия, зависящая только от
температуры. Индекс "Р" означает, что константа выражена в единицах
122 
Условием равновесия системы с химической реакцией является
равенство полных химических потенциалов исходных веществ и
продуктов. Умножение химических потенциалов реагентов на их
стехиометрические коэффициенты отражает взаимную зависимость
масс участников реакции из уравнения материального баланса.

      7.2. Химическое равновесие между идеальными газами.

     Предположим, что в идеальной газовой смеси идёт реакция

          аА(Г) + bВ(г) = сС(Г) + dD(Г).

Пусть в равновесии установились парциальные давления газов равные
РА, РВ, РС, РD. Химический потенциал каждого компонента можно
записать в виде

          µi = µ0i + RT⋅lnPi.                                  (7.2)

Надо помнить, что формула (7.2) на самом деле выглядит так

          µi - µ0i = RT⋅lnPi/1атм
т.е. в (7.2) давление под логарифмом всегда стоит в атм.
       Подставим в условие равновесия (7.1) значения химических
потенциалов компонентов. Получаем

аµ0А+RTln(PА)а+bµ0В+RTln(PВ)b = сµ0С+RTln(PC)c+dµ0D+RTln(PD)d

Перенесём все члены, содержащие давление в левую, а стандартный
химический потенциал – в правую часть уравнения:

               PCc ⋅ PDd
          RT ln a b = aµ А0 + bµ B0 − cµC0 − dµ D0 .
               PA ⋅PB

Для идеальных газов величины µ i являются функциями только
                                           0

температуры и не зависят от давления и состава. Следовательно

          PCc ⋅PDd
            a    b
                   = K P(Т) ,                                  (7.3)
          PA ⋅PB

     где КР(Т) – константа равновесия, зависящая только от
температуры. Индекс "Р" означает, что константа выражена в единицах

                                     122

Страницы