В) Влияние температуры на равновесие

Опыт показывает, что температура оказывает большое влияние на состав равновесной смеси, в одних реакциях увеличивая содержание продуктов реакции, в других - уменьшая. Количественно эта зависимость отражается уравнениями изобары (1.17) и изохоры (1.18) Вант-Гоффа:

(1.24) (1.25)

Из этих уравнений видно, что изменение константы равновесия при увеличении температуры (а значит и изменение выхода продукта реакции) определяется знаком теплового эффекта DH и DU:

1.DH>0 или DU>0 - реакция эндотермическая (с поглощением тепла). Правые части уравнений больше нуля, это означает, что и производные больше нуля:

> 0; > 0

Таким образом, функции lnK_p и lnK_c (а также K_p и K_c) увеличиваются с ростом температуры.

2.DH<0 или DU<0 - реакция экзотермическая (с выделением тепла).

< 0; < 0

Константа равновесия убывает с ростом температуры, т.е. убывает содержание продуктов реакции в равновесной смеси, а увеличивается содержание исходных веществ.

Таким образом, повышение температуры способствует более полному протеканию эндотермических процессов. Проинтегрируем уравнение изобары.

Пусть DH¹f(Т) разделим переменные и интегрируем,

; (1.26)

Как видим, константа равновесия зависит от температуры по экспоненциальному закону: , а в координатах ln K = f( ) зависимость линейная (уравнение 1.26, рисунок 1.7)

Рисунок 1.7 – Температурная зависимость константы равновесия

Определенное интегрирование уравнения изобары дает:

(1.27)

Зная величину константы равновесия при одной какой-либо температуре, можно найти К_р при любой другой при известном значении DH.