САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

Мы приглашаем вас насладиться красками природы, посетив галерею фотографий.

Реклама

комплексные поставки лакокрасочных материалов

лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки

1.7. Равновесие химических реакций

При приходе или расходе энергии в форме теплоты или работы происходит изменение состояния термодинамической системы (зна­чений термодинамических параметров), называемое термодинами­ческим процессом. Процессы, представляющие собой непрерывный ряд равновесных состояний, называют равновесными. В равновесное состояние система приходит при постоянных внешних условиях и характеризуется неизменностью во времени термодинамических параметров, отсутствием потоков вещества и теплоты.

Устойчивое равновесие характеризуется следующими общими условиями:

1) неизменностью равновесного состояния системы во време­ни при постоянных внешних условиях;

2) подвижностью равновесия (самопроизвольным восстанов­лением состояния равновесия после снятия внешнего воздействия, вызвавшего отклонение системы от положения равновесия);

3) динамическим характером равновесия, т. е. установлением и сохранением равновесия вследствие равенства скоростей прямого и обратного процессов;

4) возможностью подхода к состоянию равновесия с двух про­тивоположных сторон (от исходных веществ или от продуктов реакции);

5) минимальным значением энергии Гиббса AGf в изобарно- изотермических процессах.

Равновесные соотношения при химических реакциях имеют важное значение для определения условий проведения процесса, термодинамически благоприятных для его реализации. Они необ­ходимы при кинетическом описании реакции, ее моделировании и оптимизации. Исходным моментом при определении химичес­ких равновесий является нахождение константы равновесия. По константе равновесия рассчитывают состав равновесных смесей, равновесную степень превращения (равновесную конверсию). Кон­станта равновесия химической реакции выводится на основании закона действующих масс (в современной трактовке — закона рав­новесных концентраций):

Скорость прямой реакции W_x пропорциональна произведению константы скорости прямой реакции к_{ и активностей а, (моль/л, кмоль/м³) или концентраций С,- (моль/л, кмоль/м³) реагентов А и В, а скорость обратной реакции W__x — произведению констан­ты скорости обратной реакции ι и активности (концентрации) продукта С. Каждая активность (концентрация) возведена в сте­пень, равную стехиометрическому коэффициенту компонента в химическом уравнении:

Из условия равенства скоростей прямой и обратной реакций в момент достижения химического равновесия можно записать

Отношение констант скоростей прямой и обратной реакций называется константой равновесия К_а*