Din ecuația de mai sus urmează
Energia procesului Gibbs contează # 916; G 0 = # 916; H-T # 916; S. atunci
În cazul în care # 916; H și S nu depind de temperatură, atunci derivatul constantei de echilibru cu privire la temperatură va fi:
Acesta este izobarul echilibrului. Aceasta arată că constanta de echilibru a reacției exoterme scade, iar reacția endotermică crește odată cu creșterea temperaturii. Cu o creștere a valorii absolute a entalpiei reacției și o scădere a temperaturii, sensibilitatea constantei de echilibru (d (lnKc) / dT) la schimbarea temperaturii crește.
Principiul Le Chatelier
Atunci când concentrațiile de echilibru ale substanțelor inițiale și ale produselor de reacție se schimbă prin afectarea sistemului, echilibrul chimic se schimbă. Dacă concentrațiile de echilibru ale produselor de reacție cresc, atunci spunem că echilibrul este mutat spre dreapta. Dacă concentrațiile substanțelor inițiale cresc cu o acțiune externă, atunci spunem că echilibrul este mutat spre stânga.
Natura deplasării echilibrului poate fi prevăzută prin aplicarea principiului omului de știință francez Le Chatelier:
dacă sistemul extern acționează asupra unui sistem care este în echilibru, atunci echilibrul se schimbă în direcția în care acțiunea externă slăbește.
Principiul Le Chatelier rezultă din legea maselor care acționează. Dacă sistemul este la o temperatură constantă, atunci constanta de echilibru pentru influențele externe rămâne constantă. Prin urmare, orice modificare a concentrațiilor de echilibru ale substanțelor trebuie să conducă la o astfel de modificare a concentrațiilor de echilibru ale altor substanțe, astfel încât să se mențină constanța constantei de echilibru.
Luați în considerare procesul de conversie a metanului:
Constanta de echilibru a acestui proces are forma:
1. Luați în considerare modul în care modificarea concentrației afectează schimbarea în echilibru. Cu o creștere a concentrației de metan CH4, echilibrul sistemului este încălcat, are loc o reacție directă. Concentrațiile produselor de reacție a CO2 și H2 cresc, iar concentrația de H2O scade. Procesul va continua până la stabilirea unui nou echilibru. Noile concentrații de echilibru ale componentelor vor fi astfel încât constanta de echilibru nu se va schimba. Dacă creșteți concentrația de CO2. apoi, pe principiul Le Chatelier, echilibrul se deplasează spre stânga.
2. Dacă, ca urmare a reacției, se modifică numărul de moli de substanțe gazoase, se schimbă presiunea totală în sistem și se schimbă echilibrul. În conformitate cu principiul Lechatel, o creștere a presiunii totale determină o schimbare a echilibrului către o scădere a numărului de moli de substanțe gazoase, adică în direcția scăderii presiunii. Pentru reacția luată în considerare, o creștere a presiunii ar trebui să treacă echilibrul spre stânga (3 moli la stânga și 5 moli spre dreapta).
3. Pe măsură ce temperatura crește, echilibrul se deplasează către reacții endoterme, adică reacțiile apărute prin absorbția căldurii, o scădere a direcției reacțiilor exoterme.
Astfel, principiul Le Chatelier permite crearea condițiilor de reacție care să asigure randamentul maxim al produselor de reacție.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: