Пример. 1. Гетерогенная гомофазная реакция взаимодействия твердого углерода с диоксидом углерода: C тв+ CO2 газ Û 2CO газ

1. Гетерогенная гомофазная реакция взаимодействия твердого углерода с диоксидом углерода: C _тв+ CO_{2 газ} Û 2CO _газ.

Константа равновесия .

2. Гетерогенная гетерофазная реакция окисления металла: x Me + y /2 O₂ Û Me _x O _y.

Константа равновесия .

Очевидно, что величина константы равновесия, полученная из кинетического условия, имеет размерность. Она зависит от того, в каких единицах задаются концентрации реагирующих веществ и стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции. Для реакции n _AA+ n _BB Û n _DD+ n _EE константа равновесия может быть выражена следующим образом:

· K_X – концентрации задаются мольными долями реагентов (безразмерная величина):

· K_p [(Па)^Dn] – (для газовых реакций) концентрации задаются парциальными давлениями (Па) реагентов:

 

· K_C [(моль/л)^Dn] – концентрации задаются молярной концентрацией реагентов (моль/л):

 

Из термодинамических условий была получена стандартная константа равновесия К ⁰, которая рассчитывается из термодинамических характеристик реакции: изменения энергии Гиббса, энтальпии и энтропии в ходе реакции [D _rG ⁰(T), D _rH ⁰(T); D _rS ⁰(T)]. Отметим, что стандартная константа равновесия является безразмерной величиной, так как в ее выражения входят безразмерные концентрации реагентов (см. подразд. 3.1). Поскольку система находится в состоянии равновесия, то и константы равновесия, полученные из кинетических и термодинамических условий, должны быть связаны между собой. Эта связь выражается следующими соотношениями:

, , ,

где Dn=(n _D + n _E)–(n _A + n _B) – изменение числа молей в ходе реакции; р ⁰ = 1, 013× 10⁵ Па – стандартное давление; – относительное давление, безразмерное по сущности, но имеющее размерность «физическая атмосфера» (атм).

В какую сторону будет смещаться равновесие при изменении температуры и концентрации взаимодействующих веществ, подробно рассмотрено при анализе термодинамических условий равновесия. С точки зрения кинетических условий смещение равновесия обусловлено изменением соотношения скоростей прямой и обратной реакций при изменении равновесных параметров в соответствии с законом действующих масс и уравнением Аррениуса. Результат влияния изменения равновесных параметров на смещение равновесия с точки зрения кинетики и термодинамики, естественно, будет одинаков.