Химическое равновесия. Константа равновесия. Принцип Ле Шателье

Химическое равновесие — состояние химической системы, в котором обратимо протекает химическая реакция, причём скорости прямой обратной реакции равны.

Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрации веществ, температура и другие параметры системы не изменяются со временем.

Свойства химического равновесия:

• T = const – термическое равновесие;

• p = const – механическое равновесие;

• = const;

• динамичность;

• самопроизвольность смещения системы в состояние равновесия ΔG = 0, G = Gмин.

Условие химического равновесия.

Для любого химического процесса при некоторой температуре энтальпийный и энтропийный факторы уравниваются. Две противоположные тенденции уравновешивают друг друга, т. е. DН = TDS. В этом случае соблюдается уравнение: DrG° = DrH ° - TDrS ° = 0, которое является термодинамическим условием химического равновесия.

Химическое равновесие имеет динамический характер.

В условиях химического равновесия концентрации исходных веществ и продуктов реакции не изменяются во времени называются равновесными концентрациями веществ. В дальнейшем равновесные концентрации будем обозначать символом вещества в квадратных скобках. Например, равновесные концентрации водорода и аммиака будут обозначаться [] и [].

Чем больше константа равновесия, тем «глубже» протекает реакция, т. е. тем больше выход продуктов реакции.

Для гетерогенных химических реакций в выражение константы равновесия, как и в уравнение закона действующих масс входят концентрации только тех веществ, которые находятся газовой фазе или в растворе. Концентрация вещества, находящегося в твердой фазе, обычно постоянна.

Принцип Ле Шателье — если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий равновесия (температура, давление, концентрация и др.), то в системе усиливаются процессы, направленные на компенсацию внешнего воздействия.