Константы равновесия химических реакций

Равновесным состоянием называется такое термодинамическое состояние системы, которое не изменяется во времени при данных внешних условиях её существования и характеризуется минимальным значением изотермных потенциалов.

При устойчивом равновесии любые состояния смежные с ним являются менее устойчивым и переход к ним из состояния равновесия всегда связан с затратой работы извне.

Когда говорят о химическом равновесии, то имеют в виду устойчивое равновесие.

Если возможны разные направления изменений данного вещества и образование продуктов, различных по устойчивости, то не всегда преобладающим будет то направление, которое ведет к устойчивому состоянию. То или другое направление процесса определяется в первую очередь соотношением скоростей параллельных процессов, а в большинстве случаев скорость зависит не столько от термодинамических параметров процесса, сколько от кинетических факторов. Поэтому очень часто процесс ведет к образованию продукта, который по термодинамической устойчивости занимает промежуточное место между исходными веществами и возможными продуктами взаимодействия, обладающими наибольшей устойчивостью в данных условиях. Это наблюдается и в химических реакциях и в фазовых переходах (при закалке стали фиксируется аустенитная структура, метастабильная при температурах ниже температур полиморфного превращения).

Условия устойчивого равновесия:

· неизменность равновесного состояния системы при сохранении внешних условий;

· подвижность равновесия, то есть самопроизвольное восстановление равновесия после прекращения внешнего воздействия, вызвавшего незначительное отклонение системы от положения равновесия;

· динамический характер равновесия, то есть установление и сохранение его вследствие равенства скоростей прямого и обратного процессов;

· возможность подхода к состоянию равновесия с двух противоположных сторон;

· минимальное значение изобарно-изотермического или изохорно - изотермического потенциала соответственно в изобарно – изотермическом или изохорно – изотермическом процессах или соответствующее экстремальное значение другой характеристичной функции при иных путях проведения процесса.

Из общих условий устойчивого равновесия выводятся конкретные условия для химического равновесия.