ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическое равновесие из "Общая и неорганическая химия Часть 3" Необходимым признаком химического (термодинамического) равновесия системы является неизменность её состояния во времени при заданных внешних условиях. [c.23] Химическое равновесие носит динамический характер какое количество исходных веществ вступает в реакцию, такое же образуется в результате обратной реакции. Достаточным доказательством существования химического равновесия является достижение его с обеих сторон, т.е. в результате протекания как прямого, так и обратного процессов. Химические равновесия чаще всего изучаются при постоянных давлении и температуре. Система стремится к минимуму свободной энергии, который наблюдается в состоянии равновесия. [c.23] Индекс — буква р в константе равновесия — означает, что константа равновесия записана через парциальные давления. [c.25] Рассмотрим несколько примеров записи констант равновесия для конкретных реакций. [c.25] Условная запись [X] означает, что равновесная концентрация вещества X выражена в единицах моль/л. В общем случае константа равновесия должна быть выражена через активности (см.[39]) реагирующих веществ. Для идеальных растворов коэффициенты активности равны единице, и активности будут равны молярным концентрациям. [c.26] Уравнения [47] и [48] представляют собой одну из форм выражения закона действующих масс. [c.26] В связи с тем, что константа равновесия стоит под знаком логарифма, встает вопрос о ее размерности. В выражениях для Кр и К . [c.26] Логарифмировать величины, имеющие размерность, нельзя. Логарифмируемая величина должна быть безразмерной. Для получения безразмерных констант их вычисляют не в абсолютных единицах, а в относительных, относя абсолютные значения к одной атмосфере и одному молю на литр (т.е. используют объемную и мольную доли). В этом случае величина константы равновесия не будет зависеть от выбора единиц измерения. Поэтому авторы придерживаются точки зрения, что константа равновесия является величиной безразмерной. Но на этот вопрос существует и другая точка зрения. [c.27] Факторы, влияющие на константу равновесия. [c.27] Прямая 1 на рис.2 отражает зависимость константы равновесия от температуры для эндотермической реакции, а прямая 2 — для экзотермической реакции. [c.28] Таким образом, чтобы найти изменения энтальпии и энтропии реакции опытным путем, необходимо определить константы равновесия при различных температурах и построить соответствующий фафик. Для определения величины изменения энтальпии не имеет значения, в каких величинах выражаются парциальные давления, так как тангенс угла наклона прямой меняться не будет. Выбор единиц измерения повлияет лишь на параллельное смещение прямой. Он повлияет на величину отсекаемого отрезка на оси ординат, и основная ошибка будет в определении изменения энтропии. Чтобы избежать этой ошибки, константу равновесия надо рассчитывать через объемные или мольные доли, соответственно, т. е. использовать безразмерные величины. [c.28] Константа равновесия не зависит от парциальных давлений и концентраций реагирующих веществ. Их изменение влияет только на смещение положения равновесия и степень превращения веществ. Под степенью превращения вещества будем понимать отношение количества вещества в равновесной смеси к исходному количеству этого вещества. [c.28] Реакция является экзотермической — протекает с выделением тепла, поэтому этот процесс надо проводить при возможно более низкой температуре. Однако при низких температурах реакционные способности водорода и азота очень низки. Поэтому процесс проводят при некоторой оптимальной температуре и обязательно в присутствии катализатора. Катализатор не влияет, на смещение положения равновесия, так как увеличивает скорости как прямой, так и обратной реакций. Он сокращает время достижения равновесия. [c.30] При условиях, используемых на практике давление /) = 30Мпа, температура =500°С, катализатор — восстановленное железо, активированное оксидами К7О, АЬОз, СаО, — равновесная концентрация аммиака в газовой смеси составляет 30%. [c.30] Вернуться к основной статье