Словарь научных терминов
Химическое равновесие

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ, термодинамич. равновесие в системе, между компонентами к-рой происходят хим. р-ции. Для данной р-цииhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/2/5/0/16250.jpeg где Аi - исходные реагенты; Вj - продукты; vi и vj - их стехиометрич. коэффициенты соотв., X. р. достигается при условии:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/2/5/1/16251.jpeg

гдеhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/2/5/2/16252.jpegиhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/2/5/3/16253.jpeg- хим. потенциалы соотв. исходных реагентов и продуктов.
Условие X. р. может быть выведено из любого условия термодинамического равновесия, в частности из условия минимума энергии Гиббса системы dGT,p = 0 при постоянных абс. т-ре Т и давлении р.
К условию X. р. (1) добавляется требование постоянства т-ры и давления по всему объему системы (в случае гетерогенных р-ций для X. р. необходимо, чтобы т-ра и давление были одинаковы во всех фазах системы).
В состоянии X. р. система характеризуется константой равновесия Ка , выражающей для р-ций в р-рах соотношение между активностями аАi исходных реагентов и активностями аBj продуктов:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/2/5/4/16254.jpeg

(П - знак произведения). В случае идеальных р-ров вместо активностей компонентов используют их молярные доли xi. Для р-ций в газах активности в-в заменяют летучестями (константа равновесия Kf); если реагирующую систему можно считать идеальной газовой смесью, вместо летучестей возможно применение парциальных давлений компонентов (константа равновесия Кр). Для идеальных систем соотношение (2) наз. действующих масс законом.
Помимо термодинамич. определения X. р., к-рое выражается соотношением (1), существует и кинетич. определение: X. р. устанавливается при условиях, когда скорость прямой р-ции (исходные реагентыhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/2/5/5/16255.jpegпродукты) v становится равной скорости обратного превращения (продуктыhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/2/5/6/16256.jpeg исходные реагенты) v-1. Константа равновесия

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/2/5/7/16257.jpeg

где k1 и k-1 - константы скорости прямой и обратной р-ций соотв. Кинетич. определение подчеркивает динамич. характер X. р.: при его достижении р-ции в системе не прекращаются. Если в системе происходят несколько связанных между собой хим. р-ций, кинетич. определение X. р. (3) выполняется, когда справедлив детального равновесия принцип, т. е. для каждой из р-ций достигается равенство скоростей в прямом и обратном направлениях. Напр., если в системе протекает циклич. превращение

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/2/5/8/16258.jpeg

иhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/2/5/9/16259.jpeg (термодинамич. условие X. р.), то обязательноhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/2/6/0/16260.jpeg (кинетич. определение).
Отклонение от Х. р. сопровождается изменением состава системы и м. б. выражено химическим сродством р-ции А. Устойчивость X. р. определяется условием:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/2/6/1/16261.jpeg

гдеhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/2/6/2/16262.jpeg - степень полноты р-ции, равная отношению изменения числа молей nj, любого из участвующих в р-ции в-в к его стехиометрич. коэф. vj.
Для нек-рых неравновесных систем м. б. использовано понятие локального Х. р., к-рое устанавливается в малом объеме системы и соответствует локальным значениям т-ры, давления, хим. потенциалов компонентов.
Важной практич. задачей является термодинамич. расчет X. р., т. е. определение равновесных составов системы. В совр. компьютерных программах такой расчет, как правило, выполняется путем прямой минимизации энергии Гиббса системы без использования констант равновесия. Для идеальных систем результатом расчетов являются концентрации хим. в-в в состоянии равновесия, для реальных систем мат. определение концентрации требует дополнительно знания коэф. активности (или летучести).

Лит. см. при ст. Химическая термодинамика.

М. В. Коробов.


B-хлорэтилфосфит Халькогениды Халькогены Хана правило Характеристика халькогенов Характеристические функции Хартри-фока метод Хвойное масло Хека реакция Хелетропные реакции Химическая Химическое равновесие Химическое сродство Химия Химия высоких энергий Химия древесины Химия твёрдого тела Химмотология Химозин Химотрипсин Хиназолин Хиназолиновые алкалоиды Хинакридоновые пигменты Хингидрон Хингидронный электрод Хинизарин Хинин Хиноксалин Хинолизидин Хинолин Хинолиновая кислота Хинолиновые алкалоиды Хинониминовые красители Хинонимины Хиноны Хинофталоновые красители Хинуклидил-3-бензилат Хинуклидин Хиральность Хироптические методы Хитин Хладагенты Хладоны Хлопина закон Хлопковое масло Хлор Хлора оксиды Хлораль Хлорамины Хлоранилины Хлорантрахиноны Хлораты Хлорацетофенон Хлорбензальдегиды Хлорбензол Хлорбутилкаучук Хлориды Хлорирование Хлорированные полиэтиленовые лаки Хлористая кислота Хлористый водород Хлориты Хлоркаучуки Хлоркаучуковые лаки Хлорксилолы Хлорметилирование Хлорнафталины Хлорная известь Хлорная кислота Хлорнитробензолсульфокислоты Хлорноватая кислота Хлорноватистая кислота Хлоропрен Хлорофиллы Хлороформ Хлорпарафины Хлорпикрин Хлорпропионовые кислоты Хлорсеребряный электрод Хлортолуолы Хлортриазиновые красители Хлоруксусные кислоты Хлорфенолы Хлорциан Холевая кислота Холестерин Холецистокинин Холин Холинолитические средства Холодильные процессы Хорионический гонадотропин Хоуорса формулы Хризен Хром Хрома галогениды Хрома карбонилы Хрома оксиды Хрома сплавы Хрома сульфаты Хрома хлориды Хромазурол Хроматин Хромато-масс-спектрометрия Хроматография Хроматография на бумаге Хроматы Хромовые красители Хроморганические соединения Хромосомы Хромосомы гомологичные Хромотроповая кислота Хромофоры Хромпиразолы Хроноамперометрия Хронопотенциометрия Хунда правила Хунда случаи связи Хунсдиккера реакции Хэммонда постулат Хюккеля метод