Глава 4. Термодинамика химического равновесия

§ 4.1. Условие химического равновсия

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 хими че с ким рав но ве си ем. При рав но ве сии обе ре ак ции про те ка ют с та ки ми ско ро стя ми, что кон цен т ра ции ре а ги ру ю щих ве ществ ос та ют ся не из мен ны ми.

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 со сто я ния.

Химические реакции записываются в виде символических равенств, которые, если перенести все члены в одну сторону, имеют вид:

где- химические символы реагирующих веществ;-целыечисла - стехиометрические коэффициенты. Им присваивают отрицательный знак для исходных веществ и положительный - для продуктов реакции.

Например, для реакции 2H₂ + O₂ = 2H₂O или 2H₂O - 2H₂ - O₂ = 0 коэффициенты

Предположим, что температура и давление при протекании реакции не меняются. Для описания такого процесса используют изобар-

ный по тен ци ал. Изо бар ный по тен ци ал ре ак ци он ной сме си в лю бой момент протекания реакции описывается уравнением (2.27), т. е.

где- число моль вещества i при определенной глубине протекания реакции. Глубину протекания реакции оценивают степенью протекания которая учитывает изменение числа моль исходных веществ и продуктов реакции. Если система первоначально содержаламоль i-го вещества, то число моль этого вещества в любой другой момент времениможно выразить через степень протекания реакциисоотношением: