Расчет термодинамических констант равновесия

Термодинамическая константа равновесия может быть выражена как через активности веществ, участвующих в реакции, K_a, так и через фугитивности K_f:

,

Термодинамические константы равновесия являются безразмерными величинами.

Константа равновесия может быть рассчитана по частному уравнению изотермы химической реакции:

,

(1.36)

если известно значение изменения стандартной энергии Гиббса при данной температуре. Тогда термодинамическая константа равновесия рассчитывается как экспонента:

,

Термодинамическая константа равновесия зависит от природы реагирующих веществ и температуры, но не зависит от давления, поскольку изменение стандартной энергии Гиббса не зависит от давления по определению.

Величина константы равновесия может принимать значения от нуля до бесконечности:

Пример: Рассчитаем термодинамическую константу равновесия реакции синтеза метанола при температурах 298 и 1000 К и давлении 101,325 кПа.

Решение: Рассчитаем изменение стандартной энергии Гиббса при температуре 298К, используя рассчитанные в предыдущих примерах значения и :

= – 90,47∙10³ – 298∙( – 218,83) = – 25258,66 Дж

По частному уравнению изотермы химической реакции

Для расчета константы равновесия при 1000 К воспользуемся рассчитанным в предыдущем примере значением стандартной энергии Гиббса при температуре 1000 К для реакции синтеза метанола .

По частному уравнению изотермы химической реакции

Если химическая реакция протекает при давлениях меньше ≤ 50 атм, то константа равновесия, выраженная через приведенные давления , равна термодинамической константе равновесия K_a и является безразмерной величиной.