Химическое равновесие

Различают необратимые и обратимые реакции. Необратимыми реакциями называются такие, после протекания которых, систему и внешнюю среду одновременно нельзя вернуть в прежнее состояние.
Они идут в одном направлении до полного расходования одного из реагирующих веществ.

Многие химические реакции являются обратимыми, т. е. одновременно протекают в двух противоположных направлениях и не доходят до конца. Особенность обратимых реакций состоит в том, что по мере накопления продуктов реакции возрастает скорость обратной реакции. Если они сравняются, то наступает равновесное состояние.

Химическое равновесие характеризуется константой химического равновесия .

Для реакции аА + вВ «сС + dD, из ЗДМ (23) следует:

, (31)

где и – константы скоростей прямой и обратной реакции, – равновесные концентрации веществ соответственно.

Константа химического равновесия определяется отношением произведений равновесных концентраций продуктов реакции на произведение равновесных концентраций исходных веществ, взятых в степенях их стехиометрических коэффициентов. В выражение константы равновесия входят только концентрации газообразных и растворенных веществ.

для данной реакции при данной температуре – величина постоянная, зависит от температуры, природы реагирующих веществ и не зависит от концентрации и присутствия катализатора.

В условиях равновесия концентрации всех реагентов связаны друг с другом, и изменение одной из них вызовет изменение других, только соотношение равновесных концентраций останется постоянным при данной температуре.

Константа химического равновесия может быть рассчитана из изотермы Вант-Гоффа при _DG = 0, являющейся термодинамическим условием химического равновесия: , следовательно .

Константа равновесия имеет большое теоретическое и практическое значение. По ее величине можно судить о полноте протекания реакции. Если > 1, то равновесие смещается в сторону прямой реакции, если < 1 – в сторону обратной. При = 1 реакция находится в химическом равновесии. Тем не менее, состояние равновесия процесс динамический, поэтому значения константы равновесия позволяют судить о его сдвиге в ту или иную сторону.