Факторы, влияющие на величину константы равновесия.

1. Основным фактором, влияющим на константу равновесия, является природа реагирующих веществ. Под природой реагирующих веществ прежде всего понимают прочность химических связей в соединениях, так как в результате реакции происходит разрыв одних и образование других связей, что и определяет изменения энтальпии и энтропии данной реакции.

2. Другим фактором, определяющим значение константы равновесия, служит температура. Математическим выражением зависимости константы равновесия от температуры и стандартной энергии Гиббса служит уравнение:

-RT lnК_р = D _r G⁰_T

Рассчитаем константу равновесия при стандартной температуре реакции образования аммиака из простых веществ:

3H₂ + N₂ =2NH₃

Очевидно, что для данной реакции D _r G⁰_T = 2D_f G⁰_T(NH₃) = 2^.16,7 = 33,4 кДж

Смещение равновесия. Изменение условий (температуры, давления, концентраций), при которых система находится в состоянии химического равновесия, вызывает его нарушение. Это приводит к изменению скорости прямой и обратной реакции. При этом в системе начинает устанавливаться новое химическое равновесие. Перевод равновесной химической системы из одного состояния равновесия в другое называется смещением (сдвигом) химического равновесия. Постепенный переход системы из неравновесного состояния, вызванного внешним воздействием, в состояние термодинамического равновесие называется релаксацией. При смещении равновесия в прямом направлении достигается увеличение выхода продуктов, а при смещении в обратном направлении - уменьшение степени превращения реагента. И то, и другое может оказаться полезным в химической технологии. Если константа равновесия много больше единицы, то равновесие смещено в сторону прямой реакции, т.е. в сторону образования продуктов реакции. В этом случае говорят, что равновесие смещено вправо. Если константа равновесия много меньше единицы, то равновесие смещено в сторону исходных веществ, т.е. влево. Так как для любой реакции имеется определенное значение константы равновесия при данной температуры, то говорить о необратимых реакциях не имеет смысла. Речь может идти лишь о практической необратимости. Признаками практической необратимости реакций являются:

1) выделение газообразного вещества

Na₂СО₃ + 2НС1 = 2NaС1 + Н₂О + СО₂ ↑;

2) выпадение осадка

ВаС1₂ + Na₂SО₄ = ВаSО₄↓+ 2NaС1;

3) образование плохо диссоциирующего вещества

NaОН + НС1= NaС1 + Н₂О;

4) выделение большого количества энергии

Н₂ + С1₂ = 2НС1 + Q

(последняя реакция протекает со взрывом).

Общим принципом смещения положения равновесия в системе является принцип Ле Шателье:

Если на систему в состоянии истинного равновесия воздействовать извне, изменяя термодинамические параметры, то равновесие сместится в том направлении, которое ослабит эффект внешнего воздействия.

а) При повышении концентрации одного из веществ равновесие смещается в сторону той реакции, которая уменьшает концентрацию этого вещества;

б) При увеличении давления равновесие в системе сместится в сторону той реакции, в результате которой уменьшается объем системы (для реакций, протекающих с участием газообразных веществ - в сторону той реакции, которая ведет к образованию меньших количеств газообразных веществ);

в) Повышение температуры вызывает смещение равновесия в сторону эндотермической реакции.

Катализатор не влияет на смещение положения равновесия, так как увеличивает скорости как прямой, так и обратной реакций. Он сокращает время достижения равновесия.

Содержание