§4.1. Условие химического равновесия
Всякая химическая реакция протекает в двух направлениях: в прямом и обратном. Соотношение между этими направлениями зависит от глубины протекания реакции. Реакция, протекающая в смеси реагирующих друг с другом веществ, приводит к установлению состояния равновесия, в котором концентрации участников реакции больше уже не изменяются. Такое состояние называется химическим равновесием. При равновесии обе реакции протекают с такими скоростями, что концентрации реагирующих веществ остаются неизменными.
Состояние химического равновесия не зависит от того, каким образом происходила реакция; оно зависит только от тех условий, в которых находятся участники реакции в самом состоянии равновесия. Предметом термодинамики является изучение именно этого состояния.
Химические реакции записываются в виде символических равенств, которые, если перенести все члены в одну сторону, имеют вид:
&hide_Cookie=yes)
где A; - химические символы реагирующих веществ; ν - целые числа - стехиометрические коэффициенты. Им присваивают отрицательный знак для исходных веществ и положительный - для продуктов реакции.
Например, для реакции 2Н2 + О2 = 2Н2О или 2Н2О - 2Н2 - О2 = 0 коэффициенты vh= -2; vq2 = -1; ущ 0 = 2.
Предположим, что температура и давление при протекании реакции не меняются. Для описания такого процесса используют изобарный потенциал. Изобарный потенциал реакционной смеси в любой момент протекания реакции описывается уравнением (2.27), т.е.
&hide_Cookie=yes)
где щ - число моль вещества i при определенной глубине протекания реакции. Глубину протекания реакции оценивают степенью протекания ζ, которая учитывает изменение числа моль исходных веществ и продуктов реакции. Если система первоначально содержала пш моль вещества, то число моль вещества в любой другой момент времени (п) можно выразить через степень протекания реакции ζ соотношением: