Физическая химия: конспект лекций
Шрифт:
0– значение химического потенциала при стандартных условиях.
Химический потенциал характеризует способность данного компонента выходить из данной фазы путем испарения, растворения, кристаллизации и т. д. Переход этот происходит произвольно.
В результате химического равновесия скорость прямой реакции уменьшается, а скорость обратной реакции увеличивается.
Концентрации, которые соответствуют химическому равновесию, называются равновесными концентрациями. Связь между равновесными концентрациями устанавливается законом действующих масс (ЗДМ). Этот закон в 1867 г. вывели К. М. Гульберг и П. Вааге.
Кинетический
f – фугитивность – парциальное давление для реальных газов. Возникает вопрос, будут ли равняться Кpи Кс.
Кpи Кc– отличаются на RT vi в сумме стехиометрических коэффициентов.
Связь между Кpи Кс
если vi = 0, то Kp = Kc. vi = 1 + 1 – 1 – 1 =0 – когда стехиометрический коэффициент = 1.
2. Уравнение изотермы химической реакции
Если реакция протекает обратимо, то G= 0.
Если реакция протекает необратимо, то G<= 0 и можно рассчитать изменение G.
где – пробег реакции – величина, которая показывает, сколько молей изменилось в ходе реакции. I сп – характеризует равновесное и неравновесное состояние реакции, II сп – характеризует только неравновесные состояния.
Если
д = 1,
то
это уравнение изотермы химической реакции.
С помощью уравнения изотермы химической реакции можно судить о направлении протекания реакции.
1) Пp< Кp, G < 0, слева направо;
2) Пp> Кp, G > 0, справа налево;
3) Пp= Кp, G = 0, химическое равновесие.
3. Уравнения изохоры, изобары химической реакции
Зависимость К от температуры
Уравнение изобары:
Уравнение изохоры:
По ним судят о направлении протекания реакции:
4. Расчет KP (метод Темкина-Шварцмана)
1-й способ:
термодинамический
2-й способ:
Пример. Расчет Kp для реакции PbS04 распадается на РbО и S03.
Результаты вычислений занесены в таблицу 2.
Таблица 2
Результаты вычислений
5. Расчет равновесного состава химического равновесия
Равновесный состав можно рассчитать только для газовой системы
равновесная концентрация.
Исходная концентрация всех компонентов
Изменение каждого компонента по числу молей (или стехиометрическому коэффициенту):
– (пробег реакции) – химическая переменная.
Она показывает изменение количества вещества по числу молей. Если реакция не началась, то = 0. Если количество исходных веществ превратилось в такое же количество продуктов реакции, то = 1.
3H2 + N2 = 2NH3; = 1,
1,5H2 + 0,5N2 = NH3; = 0,5,
v1 А 1 + v2А2 = v3А3+ v4А4, – газовая реакция.
Рассчитать равновесный состав по третьему компоненту при условии, что А = а моль/л; В = в моль/л.
Рассчитываем по 4 компоненту:
Задача.
Газообразные вещества реагируют по уравнению:
Общее давление в газовой смеси – Робщ, общий объем – Vоб . Рассчитать KP и Kс.
Найти парциальное давление каждого компонента.
Вещества А и В превращаются в С в количестве Х. Исходные вещества А= 2 моль, В= 1 моль.