Константа химического равновесия

Количественно равновесное состояние описывается константой химического равновесия K_e:

как отношение произведения равновесных активностей продуктов реакции к произведению активностей исходных веществ в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам. В термодинамическую константу входят активности участников реакции. Так как равновесное количество может быть выражено и в других единицах (концентрациях, молях, мольных долях и т.д.), то используют и другие константы химического равновесия, например, концентрационная содержит равновесные концентрации с:

.

Например, для реакции:

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃

. В этом выражении формулы веществ в квадратных скобках символизируют молярные концентрации этих веществ: с_i≡[i].

Свойства константы равновесия.

1. Величина положительная: 0 < K < ∞. Чем больше K_e, тем более равновесие сдвинуто в правую сторону, в сторону продуктов реакции; чем меньше K_e, тем больше равновесие сдвинуто в сторону исходных веществ для данной записи.

2. K_e зависит от природы реакции и от температуры: для эндотермических реакций (ΔН > 0) увеличение Т смещает равновесие вправо, для экзотермических (ΔН < 0) − влево.

3. K_c не зависит от концентрации участников реакции: изменение концентрации одного из них приводит к изменению концентраций всех веществ так, что соотношение не меняется.

4. Для реакций, записанных наоборот, константы равновесия относятся как обратные величины:

.

5. K_e связана со стандартным изменением энергии Гиббса ΔG^о в ходе протекания реакции:

ΔG⁰ = − RTlnK_e,

где R – универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль·К);

T – температура в абсолютной шкале (^о С+273) К.

6. Катализатор не влияет на K_e, изменяя лишь время достижения равновесия.