Студопедия — Энергия Гиббса и состояние химического равновесия
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Энергия Гиббса и состояние химического равновесия






Рассмотрим как меняется энергия Гиббса веществ при равновесии химической реакции:

аА(г) bВ(г).

При достижении равновесия энергия Гиббса реакции станет равной нулю:

∆G реакции = b G B а G А = 0илиа G А = b G B. (3.20)

 

При равенстве энергий Гиббса продуктов реакции и исходных веществ движущая сила реакции исчерпана, и реакция останавливается, т.е. парциальные давления (концентрации) всех веществ становятся постоянными и не меняются как угодно долго (при данных условиях). Такое состояние химической системы называется состоянием химического равновесия. Установившиеся при этом парциальные давления (концентрации) веществ называются равновесными.

Запишем условие равновесия с учетом уравнений (3.16) и (3.20):

a(G oА+ RT ln р A)=b(G oB+ RT ln р B).

Для рассмотренной реакции:

∆G реакции=b(G oB+ RT ln p B)−a(G oА+ RT ln p A)=0,

Соотношение равновесных парциальных давлений − величина для данных условий постоянная и называется константой равновесия (Кр):

Следовательно, можно записать, что:

G o p=−RTlnKp. (3.21)

Константа равновесия равна отношению произведения равновесных парциальных давлений продуктов реакции и исходных веществ, возведенных в степени, равные стехиометрическим коэффициентам веществ в рассматриваемой реакции.

Например, для реакции N2(г) + 3H2(г) 2NH3(г) константа равновесия запишется как

где р – равновесные относительные парциальные давления соответствующих веществ.

Константу равновесия можно рассчитать, объединяя уравнения (3.17) и (3.21):

. (3.22)

 

Из уравнения (3.24) видно, что Кр для данной системы зависит только от температуры. При данной температуре это величина постоянная и не зависит от первоначальных количеств взятых для реакции веществ.

При использовании молярных концентраций веществ, участвующих в реакции, равновесие характеризуется концентрационной константой равновесия (Кс), которая равна отношению произведений равновесных концентраций продуктов реакции и исходных веществ, возведенных в степени, равные стехиометрическим коэффициентам веществ в рассматриваемой реакции.

Например, для рассмотренной выше реакции константа равновесия запишется как

,

где, [N2], [NH3], [H2] - равновесные концентрации веществ, участвующих в реакции, моль/л.

Если все реагенты газообразны и их поведение подчиняется закону идеальных газов, то связь между Кр и Кс можно выразить уравнением

, (3.23)

где R − газовая постоянная, равная 0,082 л×атм/моль×К; Dn− изменение числа молей газообразных веществ в результате реакции: Dn=(b–а) − для приведенной выше реакции.

Например, для реакции синтеза аммиака N2(г)+3H2(г) 2NH3(г)

Dn=2–(1+3)=–2 и Кр = Кс (RT)-2.

Если реакция идет без изменения объема (количества молей газообразных веществ в результате реакции не меняется) или реакция протекает в растворе, то Кр = Кс.

Например, для реакции N2(г) + O2(г) 2NO(г), Кр = Кс.

Парциальные давления (концентрации) твердых веществ, принимающих участие в реакции, в выражение константы равновесия не включаются. Например, для реакции

MgCO3(тв) MgO(тв) + CO2(г)

константа равновесия запишется как

Кр = р , Kс =[CO2]равн.







Дата добавления: 2015-10-15; просмотров: 722. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Примеры решения типовых задач. Пример 1.Степень диссоциации уксусной кислоты в 0,1 М растворе равна 1,32∙10-2   Пример 1.Степень диссоциации уксусной кислоты в 0,1 М растворе равна 1,32∙10-2. Найдите константу диссоциации кислоты и значение рК. Решение. Подставим данные задачи в уравнение закона разбавления К = a2См/(1 –a) =...

Экспертная оценка как метод психологического исследования Экспертная оценка – диагностический метод измерения, с помощью которого качественные особенности психических явлений получают свое числовое выражение в форме количественных оценок...

В теории государства и права выделяют два пути возникновения государства: восточный и западный Восточный путь возникновения государства представляет собой плавный переход, перерастание первобытного общества в государство...

Индекс гингивита (PMA) (Schour, Massler, 1948) Для оценки тяжести гингивита (а в последующем и ре­гистрации динамики процесса) используют папиллярно-маргинально-альвеолярный индекс (РМА)...

Методика исследования периферических лимфатических узлов. Исследование периферических лимфатических узлов производится с помощью осмотра и пальпации...

Роль органов чувств в ориентировке слепых Процесс ориентации протекает на основе совместной, интегративной деятельности сохранных анализаторов, каждый из которых при определенных объективных условиях может выступать как ведущий...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия