Химическое равновесие в гомогенных закрытых системах. Константы равновесия, связь между ними и способы расчета. Уравнения термодинамики: уравнения изотермы, изобары, изохоры химической реакции. Факторы, влияющие на химическое равновесие. Принцип Ле -Шателье,

Другие предметы Университет Химическое равновесие химическое равновесие гомогенные системы константы равновесия термодинамика уравнения термодинамики изотермы изобары изохоры факторы равновесия принцип Ле-Шателье Новый

Химическое равновесие в гомогенных закрытых системах - это состояние, при котором скорости прямой и обратной реакций равны, и концентрации реагентов и продуктов остаются постоянными во времени. Это равновесие достигается в системах, где все компоненты находятся в одной фазе (например, все в газообразном или жидком состоянии).

Константы равновесия (K) описывают соотношение концентраций продуктов и реагентов в состоянии равновесия. Для реакции общего вида aA + bB ⇌ cC + dD, константа равновесия определяется как:

• K = [C]^c * [D]^d / [A]^a * [B]^b

Где [A], [B], [C], [D] - равновесные концентрации веществ, а a, b, c, d - стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Связь между константами равновесия для различных реакций можно установить через связь между их уравнениями. Например, если мы инвертируем реакцию, то константа равновесия для обратной реакции будет равна обратной константе прямой реакции:

• K' = 1/K

Если реакция складывается из двух или более реакций, то константа равновесия итоговой реакции равна произведению констант равновесия составляющих реакций:

• K_total = K1 * K2

Способы расчета констант равновесия могут включать:

• Измерение концентраций веществ в равновесии и подстановка в уравнение K.
• Использование термодинамических данных (энтальпия, энтропия) для расчета K при различных температурах.

Уравнения термодинамики для химических реакций включают:

• Уравнение изотермы: pV = nRT, где p - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
• Уравнение изобары: ΔH = ΔU + pΔV, где ΔH - изменение энтальпии, ΔU - изменение внутренней энергии, p - давление, ΔV - изменение объема.
• Уравнение изохоры: ΔU = Q - pΔV, где Q - тепло, переданное системе, при постоянном объеме.

Факторы, влияющие на химическое равновесие, включают:

• Изменение концентрации реагентов или продуктов.
• Изменение температуры.
• Изменение давления (для газовых реакций).

Принцип Ле-Шателье утверждает, что если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать внешним воздействием (изменение концентрации, температуры или давления), то система будет изменять свое состояние так, чтобы противодействовать этому воздействию и восстановить равновесие.

Например, если увеличить концентрацию одного из реагентов, равновесие сместится в сторону образования продуктов, чтобы уменьшить концентрацию добавленного реагента.

Таким образом, понимание химического равновесия и факторов, влияющих на него, является ключевым для успешного изучения химических реакций и их термодинамических свойств.