Условие химического равновесиЯ

Пусть в идеальной газовой фазе при протекает химическая реакция:

, (106)

где , , … – исходные вещества:

, ,… – продукты реакции;

, , , – стехиометрические коэффициенты.

Условием химического равновесия является минимум энергии Гиббса: . Следовательно,

. (90)

Вещества реагируют пропорционально стехиометрическим коэффициентам. Для характеристики протекания реакции введем понятие химической переменной , определяющей степень продвижения реакции или ее развития:

,

где – стехиометрический коэффициент в уравнении реакции: для продуктов стехиометрические коэффициенты положительны, а для исходных веществ – отрицательны.

Физический смысл химической переменной: равна числу моль компонента, вступившего в реакцию, приходящемуся на единицу стехиометрического коэффициента.

Тогда

.

Уравнение (90), после выноса за знак суммы общего сомножителя , перепишется:

. (107)

Произведение равно нулю, если хотя бы один из множителей равен нулю. Дифференциал химической переменной не может быть равен нулю по определению, следовательно

. (108)

Полученное равенство представляет собой термодинамическое условие химического равновесия: при химическом равновесии алгебраическая сумма произведений химических потенциалов на стехиометрические коэффициенты равна нулю (произведения для продуктов реакции положительны, а для исходных веществ – отрицательны).

Пример: ;

.