Равновесие в гетерогенных химических реакциях

Если в условиях равновесия в газовой реакции одно или несколько реагирующих веществ находятся в жидком или твердом состоянии и не образуют растворов между собой, то их концентрации в газовой фазе равны концентрациям их насыщенного пара и являются для данной t˚ величиной постоянной. Величина константы может быть упрощена.

Например:

Это равенство показывает, что концентрация СО₂, отвечающая равновесию, должна быть в этой реакции для каждой t˚ величиной постоянной и не зависеть от концентрации CaCO₃ и CaO. Давление СО₂, отвечающее этой концентрации пи данной t˚ является тоже величиной постоянной. Оно называется давлением (или упругостью) диссоциации.

Если система находится в состоянии равновесия, то оно будет сохраняться, пока внешние условия не изменятся. Если же это произойдет, то скорости V_пр и V_обр изменятся и система выйдет из равновесия. Наибольшее значение имеют случаи нарушения равновесия при изменении концентрации одного из веществ, давлении и t˚. Это определяется правилом, которое получило название принципа Ле-Шателье (1884г) или принципа подвижного равновесия:

если на систему, находящуюся в истинном равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий, определяющих положение равновесия, то в системе усилится то из направлений процесса, которое ослабляет эффект этого воздействия, и положение равновесия сместится в том же направлении.

Рассмотрим влияние различных факторов на химическое равновесие.

Влияние t˚ на равновесие. В соответствии с принципом Ле-Шателье, нагревание вызывает смещение равновесия в сторону того из двух процессов, протекание которого сопровождается поглощением теплоты. Оно вызывает возрастание константы равновесия эндотермического процесса. Понижение t˚ ведет к обратному, иначе охлаждение благоприятствует экзотермическому процессу и вызывает уеличение константы равновесия.

Направление смещения равновесия при изменении t˚ определяется знаком теплового эффекта. Степень смещения равновесия определяется абсолютной величиной теплового эффекта; чем больше ΔН, тем значительнее влияние t˚, чем оно меньше, тем меньше влияет t˚ на равновесие.

Мы знаем, что:

Заменим , получим

По наклону прямой, выражающей зависимость lnK от ¹/_Т, можно определить . Такой метод нахождения энтальпии экспериментально широко используется.

Например:

В первом случае равновесие при увеличении t˚ сместиться вправо (СаО, Са), а во втором – влево (NO)

Также можете прочитать: