Практикум по физической химии: Фазовые и химические равновесия. Химическая кинетика. Скиба Г.С. - 103 стр.

UptoLike

Составители: 

103
ν
= )(
o
o
P
RT
KK
C
. (49)
Справедливость уравнений (47) – (49) легко доказать, используя
соотношения PxP
ii
=
~
,
o
P
P
P
i
i
=
~
и
o
PTRCP
ii
/
~
= .
Так как константа равновесия
o
K
не зависит от общего давления (
P
~
),
то и константы равновесия
C
K и
P
K , как это следует из уравнений (48)
и (49), также не должны зависеть от
P
~
(для смеси идеальных газов).
Отсюда, однако, не следует, что химический состав при равновесии не
будет изменяться с изменением давления. Для выяснения влияния
давления на состав равновесной смеси прологарифмируем уравнение (47),
затем, найдя производную по
P
~
ln при Т= const, получим
ν
=
P
K
x
~
ln
ln
. (50)
Из уравнения (50) вытекает:
1) если
ν
< 0, то константа равновесия
x
K будет увеличиваться
с ростом общего давления. Отсюда химическое равновесие будет
смещаться в сторону продуктов реакции;
2) при
ν
> 0 константа равновесия
x
K будет уменьшаться с ростом
давления, и химическое равновесие будет смещаться в сторону исходных
веществ;
3) если
ν
= 0, то в этом случае на состав равновесной смеси
давление влиять не будет.
3. УРАВНЕНИЕ ИЗОТЕРМЫ РЕАКЦИИ
Предположим, что в смеси идеальных газов квазистатически
протекает реакция по уравнению
44332211
AAAA
ν
ν
ν
ν
+
=
+
.
Допустим, что в момент приготовления реакционной смеси имеются
все реагирующие вещества (исходные и продукты). Обозначим
относительные парциальные давления реагентов в системе в момент
приготовления реакционной смеси через
1
~
P ,
2
~
P ,
3
~
P
и
4
~
P . Если реакция
совершила один пробег (ξ = 1) при постоянных P и Т, то из (35) и
уравнения для химического потенциала индивидуального i-го вещества в
газовой смеси, следует
                                               103


                                RT − ∆ν
                   KC = K o (      ) .                                 (49)
                                Po
Справедливость уравнений (47) – (49) легко доказать, используя
               ~           ~      Pi    ~
соотношения Pi = xi P , Pi =        o
                                      и Pi = Ci R T / P o .
                                  P
                                                                              ~
    Так как константа равновесия K o не зависит от общего давления ( P ),
то и константы равновесия K C и K P , как это следует из уравнений (48)
                                                       ~
и (49), также не должны зависеть от P (для смеси идеальных газов).
Отсюда, однако, не следует, что химический состав при равновесии не
будет изменяться с изменением давления. Для выяснения влияния
давления на состав равновесной смеси прологарифмируем уравнение (47),
                               ~
затем, найдя производную по ln P при Т= const, получим
                    ∂ ln K x
                          ~ = −∆ν .                                    (50)
                    ∂ ln P
     Из уравнения (50) вытекает:
     1) если ∆ν < 0, то константа равновесия K x будет увеличиваться
с ростом общего давления. Отсюда химическое равновесие будет
смещаться в сторону продуктов реакции;
    2) при ∆ν > 0 константа равновесия K x будет уменьшаться с ростом
давления, и химическое равновесие будет смещаться в сторону исходных
веществ;
    3) если ∆ν = 0, то в этом случае на состав равновесной смеси
давление влиять не будет.

                   3. УРАВНЕНИЕ ИЗОТЕРМЫ РЕАКЦИИ
    Предположим, что в смеси идеальных газов квазистатически
протекает реакция по уравнению
                           ν 1 A1 + ν 2 A2 = ν 3 A3 + ν 4 A4 .
    Допустим, что в момент приготовления реакционной смеси имеются
все реагирующие вещества (исходные и продукты). Обозначим
относительные парциальные давления реагентов в системе в момент
приготовления реакционной смеси через P1′ , P2′ , P3′ и P4′ . Если реакция
                                                           ~   ~   ~      ~

совершила один пробег ( ξ = 1) при постоянных P и Т, то из (35) и
уравнения для химического потенциала индивидуального i-го вещества в
газовой смеси, следует