Sự phụ thuộc hằng số cân bằng. Chuyển dịch cân bằng hóa học. Nguyên tắc của Le Chatelier. Thành phần cân bằng của hỗn hợp và chiều của phản ứng

Cân bằng hoá học là trạng thái phản ứng hoá học thuận nghịch.

aA + NS B = NS C + NS NS,

trong đó, theo thời gian, nồng độ của các chất phản ứng trong hỗn hợp phản ứng không thay đổi. Trạng thái cân bằng hóa học được đặc trưng bởi hằng số cân bằng hóa học:

ở đâu C tôi- nồng độ của các thành phần trong trạng thái cân bằng sự pha trộn hoàn hảo.

Hằng số cân bằng cũng có thể được biểu thị dưới dạng phân số mol cân bằng X tôi các thành phần:

Đối với các phản ứng xảy ra trong pha khí, thuận tiện để biểu thị hằng số cân bằng theo các áp suất riêng phần cân bằng Số Pi các thành phần:

Đối với khí lý tưởng Số Pi = C tôi RT và Số Pi = X i P, ở đâu P- tổng áp suất, do đó K P, K C và K X liên quan đến mối quan hệ sau:

K P = K C (RT) c + d - a - b = K X P c + d - a - b. (9.4)

Hằng số cân bằng liên quan đến R G o phản ứng hóa học:

(9.5)

(9.6)

Sự thay đổi R G hoặc r F trong một phản ứng hóa học ở áp suất riêng phần đã cho (không nhất thiết là cân bằng) Số Pi hoặc nồng độ C tôi các thành phần có thể được tính bằng phương trình phản ứng hóa học đẳng nhiệt (Đường đẳng nhiệt Van't Hoff):

. (9.7)

. (9.8)

Dựa theo Nguyên tắc Le Chatelier, nếu một ảnh hưởng bên ngoài được tác động lên một hệ ở trạng thái cân bằng, thì cân bằng sẽ chuyển dịch để giảm ảnh hưởng của ảnh hưởng bên ngoài. Do đó, sự gia tăng áp suất làm thay đổi trạng thái cân bằng theo hướng giảm số lượng phân tử khí. Việc thêm bất kỳ thành phần phản ứng nào vào hỗn hợp cân bằng sẽ làm thay đổi trạng thái cân bằng theo hướng giảm lượng thành phần này. Sự tăng (hoặc giảm) nhiệt độ làm dịch chuyển trạng thái cân bằng theo hướng phản ứng xảy ra với sự hấp thụ (giải phóng) nhiệt.

Sự phụ thuộc của hằng số cân bằng vào nhiệt độ được mô tả một cách định lượng bằng phương trình phản ứng hóa học isobars (Van't Hoff isobars)

(9.9)

và phản ứng hóa học isochores (Van't Hoff isochores)

. (9.10)

Tích phân phương trình (9.9) theo giả định rằng r H phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ (đúng trong khoảng nhiệt độ hẹp), cho:

(9.11)

(9.12)

ở đâu NS - hằng số của tích hợp. Do đó, sự phụ thuộc ln K P từ 1 /NS phải là tuyến tính, và hệ số góc của đường thẳng là - r H/NS.

Tích hợp bên trong K 1 , K 2 và NS 1, NS 2 cho:

(9.13)

(9.14)

Sử dụng phương trình này, biết hằng số cân bằng ở hai nhiệt độ khác nhau, người ta có thể tính được r H các phản ứng. Theo đó, biết r H phản ứng và hằng số cân bằng ở một nhiệt độ, bạn có thể tính hằng số cân bằng ở nhiệt độ khác.

VÍ DỤ

CO (g) + 2H 2 (g) = CH 3 OH (g)

ở 500 K. f G ođối với CO (g) và CH 3 OH (g) ở 500 K là –155,41 kJ. mol –1 và –134,20 kJ. mol –1 tương ứng.

Dung dịch. Đi phản ứng:

r G o= f G o(CH 3 OH) - f G o(CO) = –134.20 - (–155,41) = 21,21 kJ. mol –1.

= 6.09 10 –3 .

Ví dụ 9-2. Hằng số cân bằng của phản ứng

bằng K P = 1,64 10 –4 ở 400 o C. Phải tác dụng toàn bộ áp suất nào để hỗn hợp N 2 và H 2 chuyển hóa 10% N 2 thành NH 3 bằng bao nhiêu? Các chất khí được coi là lý tưởng.

Dung dịch. Cho số mol N 2 đã phản ứng. sau đó

Kể từ đây, K X = và K P = K X. P –2 = .

Thay = 0,1 vào công thức kết quả, ta có

1.64 10 –4 =, ở đâu P= 51,2 atm.

Ví dụ 9-3. Hằng số cân bằng của phản ứng

CO (g) + 2H 2 (g) = CH 3 OH (g)

ở 500 K bằng K P = 6,09 10 –3. Hỗn hợp sau phản ứng gồm 1 mol CO, 2 mol H 2 và 1 mol khí trơ (N 2), được nung nóng đến 500 K và tổng áp suất là 100 atm. Tính thành phần của hỗn hợp cân bằng.

Dung dịch. Cho a mol CO phản ứng. sau đó

Kể từ đây, K X = và K P = K X. P –2 = .

Như vậy, 6,09 10 –3 = .

Giải phương trình này, ta được = 0,732. Theo đó, thành phần số mol của các chất trong hỗn hợp cân bằng là: = 0,288, = 0,106, = 0,212 và = 0,394.

Ví dụ 9-4. Đối với phản ứng

N 2 (g) + 3H 2 (g) = 2NH 3 (g)

ở 298 K K P = 6,0 10 5, a f H o(NH 3) = –46,1 kJ. mol –1. Ước lượng giá trị của hằng số cân bằng ở 500 K.

Dung dịch. Entanpi mol tiêu chuẩn của phản ứng là

r H o= 2f H o(NH 3) = –92,2 kJ. mol –1.

Theo phương trình (9.14), =

Ln (6,0 10 5) + = –1,73, khi đó K 2 = 0.18.

Lưu ý rằng hằng số cân bằng của phản ứng tỏa nhiệt giảm khi nhiệt độ tăng, điều này tương ứng với nguyên lý Le Chatelier.

NHIỆM VỤ

1. Ở 1273 K và áp suất toàn phần là 30 atm trong hỗn hợp cân bằng

CO 2 (g) + C (tv) = 2CO (g)

chứa 17% (theo thể tích) CO 2. Khí đó sẽ chứa bao nhiêu phần trăm CO 2 ở tổng áp suất 20 atm? Khí chứa 25% CO 2 sẽ ở áp suất nào?

2. Ở 2000 o C và tổng áp suất là 1 ATM, 2% nước bị phân ly thành hydro và oxy. Tính hằng số cân bằng của phản ứng

H 2 O (g) = H 2 (g) + 1 / 2O 2 (g) ở các điều kiện này.

3. Hằng số cân bằng của phản ứng

CO (g) + H 2 O (g) = CO 2 (g) + H 2 (g)

ở 500 o C bằng K p= 5,5. Đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol CO và 5 mol H 2 O đến nhiệt độ này. Tính phần mol của H 2 O trong hỗn hợp cân bằng.

4. Hằng số cân bằng của phản ứng

N 2 O 4 (g) = 2NO 2 (g)

ở 25 o C bằng K p= 0,143. Tính áp suất sẽ được thiết lập trong một bình 1 lít, trong đó 1 g N 2 O 4 đã được đặt ở nhiệt độ này.

5. Một bình 3 L chứa 1,79 10 –2 mol I 2 được đun nóng đến 973 K. Áp suất trong bình lúc cân bằng là 0,49 atm. Giả sử rằng các khí là lý tưởng, hãy tính hằng số cân bằng ở 973 K cho phản ứng

I 2 (g) = 2I (g).

6. Đối với phản ứng

ở 250 o C R G o = –2508 J mol –1. Ở áp suất toàn phần, mức độ chuyển hóa PCl 5 thành PCl 3 và Cl 2 ở 250 o C sẽ là 30% ở áp suất nào?

7. Đối với phản ứng

2HI (g) = H 2 (g) + I 2 (g)

không đổi thế cân bằng K P = 1,83 10 –2 ở 698,6 K. Có bao nhiêu gam HI được tạo thành khi nung 10 g I 2 và 0,2 g H 2 đến nhiệt độ này trong một bình ba lít? Áp suất riêng phần của H 2, I 2 và HI là bao nhiêu?

8. Một bình 1 lít chứa 0,341 mol PCl 5 và 0,233 mol N 2 được đun nóng đến 250 ° C. Tổng áp suất trong bình lúc cân bằng là 29,33 atm. Giả sử tất cả các khí đều là lý tưởng, hãy tính hằng số cân bằng ở 250 o C để phản ứng xảy ra trong bình

PCl 5 (g) = PCl 3 (g) + Cl 2 (g)

9. Hằng số cân bằng của phản ứng

CO (g) + 2H 2 (g) = CH 3 OH (g)

ở 500 K bằng K P = 6,09 10 –3. Tính tổng áp suất cần thiết để sản xuất metanol với hiệu suất 90% khi lấy CO và H 2 theo tỉ lệ 1: 2.

10. Ở 25 o C f G o(NH 3) = –16,5 kJ. mol –1. Tính toán R G phản ứng tạo thành NH 3 ở áp suất riêng phần của N 2, H 2 và NH 3 lần lượt bằng 3 atm, 1 atm và 4 atm. Trong những điều kiện này, phản ứng sẽ xảy ra tự phát theo chiều nào?
11. Phản ứng tỏa nhiệt

CO (g) + 2H 2 (g) = CH 3 OH (g)

đang ở trạng thái cân bằng ở 500 K và 10 bar. Nếu các khí là lý tưởng, các yếu tố sau sẽ ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất metanol: NS; b) tăng P; c) thêm một khí trơ vào V= const; d) thêm một khí trơ vào P= const; e) thêm H 2 vào P= const?

12. Hằng số cân bằng của phản ứng đồng phân giai đoạn khí của borneol (C 10 H 17 OH) thành isoborneol là 0,106 ở 503 K. Một hỗn hợp gồm 7,5 g borneol và 14,0 g isoborneol được cho vào bình 5 L và giữ ở 503. K cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng. Tính thành phần số mol và khối lượng của borneol và isoborneol trong hỗn hợp cân bằng.
13. Trạng thái cân bằng trong phản ứng

2NOCl (g) = 2NO (g) + Cl 2 (g)

được đặt ở 227 ° C và tổng áp suất là 1,0 bar khi áp suất riêng phần của NOCl là 0,64 bar (ban đầu chỉ có NOCl). Tính toán r G o cho phản ứng. Ở áp suất toàn phần thì áp suất riêng phần của Cl 2 sẽ là 0,10 bar ở mức nào?

14. Tính áp suất toàn phần cần tác dụng vào hỗn hợp gồm 3 phần H 2 và 1 phần N 2 để thu được hỗn hợp cân bằng chứa 10% NH 3 theo thể tích ở 400 o C. Hằng số cân bằng của phản ứng

N 2 (g) + 3H 2 (g) = 2NH 3 (g)

ở 400 o C bằng K = 1.60 10 –4 .

15. Ở 250 o C và tổng áp suất là 1 atm, PCl 5 bị phản ứng phân ly 80%.

PCl 5 (g) = PCl 3 (g) + Cl 2 (g).

Mức độ phân ly của PCl 5 sẽ như thế nào nếu thêm N 2 vào hệ để áp suất riêng phần của nitơ là 0,9 atm? Tổng áp suất được duy trì ở mức 1 atm.

16. Ở 2000 o C cho phản ứng

N 2 (g) + O 2 (g) = 2NO (g)

K p = 2,5 10 –3. Hỗn hợp cân bằng của N 2, O 2, NO và một khí trơ ở áp suất toàn phần là 1 bar chứa 80% (v / v) N 2 và 16% O 2. NO có bao nhiêu phần trăm theo thể tích? Áp suất riêng phần của khí trơ là gì?

17. Tính entanpi chuẩn của phản ứng mà hằng số cân bằng là
    a) tăng 2 lần, b) giảm 2 lần khi nhiệt độ thay đổi từ 298 K đến 308 K.
18. Sự phụ thuộc của hằng số cân bằng của phản ứng 2C 3 H 6 (g) = C 2 H 4 (g) + C 4 H 8 (g) vào nhiệt độ từ 300 K đến 600 K được mô tả bằng phương trình

ln K = –1.04 –1088 /NS +1.51 10 5 /NS 2 .

Hằng số (từ tiếng Latinh hằng số, chi hằng số - hằng số, không thay đổi), là một trong những đối tượng trong một lý thuyết nhất định, ý nghĩa của nó nằm trong khuôn khổ của lý thuyết này (hoặc, đôi khi, xem xét hẹp hơn) luôn được coi là như nhau. K. đối lập với các đối tượng như vậy, các giá trị của chúng thay đổi (tự nó hoặc tùy thuộc vào sự thay đổi giá trị của các đối tượng khác). Sự hiện diện của K. khi thể hiện số nhiều. phản ánh các quy luật của tự nhiên và xã hội. tính bất biến của các khía cạnh nhất định của thực tế, thể hiện ở sự hiện diện của các mẫu. Một loại quan trọng của To. Là To., Thuộc về số lượng vật chất. các đại lượng, chẳng hạn như độ dài, thời gian, lực, khối lượng (ví dụ, khối lượng nghỉ của một electron) hoặc các đại lượng phức tạp hơn có thể biểu diễn bằng số thông qua mối quan hệ giữa các K. này hoặc các công suất của chúng, chẳng hạn như khối lượng, tốc độ, công, v.v. .NS. (ví dụ, gia tốc trọng trường ở bề mặt Trái đất). Những người từ K. thuộc loại này, đến lúa mạch đen được coi là trong thời hiện đại. vật lý (trong khuôn khổ các lý thuyết tương ứng của nó) có ý nghĩa đối với toàn bộ phần có thể quan sát được của Vũ trụ, được gọi là. thế giới (hoặc phổ quát) K .; các ví dụ về K. như vậy là tốc độ ánh sáng trong tính không, hằng số lượng tử Planck (nghĩa là, độ lớn của cái gọi là lượng tử hành động), hằng số hấp dẫn, v.v. Khoa học đã chú ý đến tầm quan trọng to lớn của thế giới K. trong Những năm 1920 và 1930. Thế kỷ 20 Đồng thời, một số nhà khoa học nước ngoài (nhà vật lý và thiên văn học người Anh A. Eddington, nhà vật lý người Đức Heisenberg, nhà vật lý người Áo A. Markh và những người khác) đã cố gắng cho họ là duy tâm. diễn dịch. Như vậy, Eddington đã nhìn thấy trong hệ thống chủ nghĩa tư bản thế giới một trong những biểu hiện của một nhà nước độc lập. sự tồn tại của toán học lý tưởng. các hình thức thể hiện sự hài hòa của tự nhiên và các quy luật của nó. Trên thực tế, K. phổ quát không phản ánh sự tưởng tượng và độc lập. là (bên ngoài sự vật và tri thức) của các dạng này, và (thường được biểu thị bằng toán học) các quy luật cơ bản của thực tại khách quan, cụ thể là các quy luật gắn liền với cấu trúc của vật chất. Biện chứng sâu sắc. Ý nghĩa của thế giới K. được tiết lộ trong thực tế là một số trong số chúng (hằng số lượng tử Planck, tốc độ ánh sáng trong tính không) là một loại thang phân định các lớp khác nhau của quá trình tiến hành theo những cách cơ bản khác nhau; đồng thời, K. như vậy chỉ ra sự hiện diện của xác định. mối liên hệ giữa các hiện tượng của các lớp này. Vì vậy, mối liên hệ giữa các định luật cổ điển. và cơ học tương đối tính (xem Thuyết tương đối) có thể được thiết lập từ việc xem xét sự chuyển đổi giới hạn như vậy của các phương trình chuyển động của cơ học tương đối tính thành các phương trình chuyển động của cơ học cổ điển. cơ học, gắn liền với lý tưởng hóa, bao gồm việc bác bỏ ý tưởng về tốc độ ánh sáng trong tính không như một K hữu hạn. và hiểu được tốc độ ánh sáng là lớn vô hạn; theo một cách lý tưởng hóa khác, bao gồm việc coi lượng tử hoạt động như một đại lượng vô cùng nhỏ, phương trình chuyển động của lý thuyết lượng tử chuyển thành phương trình chuyển động của cổ điển. cơ khí, v.v. Ngoài K. quan trọng nhất này, được xác định thuần túy về mặt thể chất và xuất hiện trong các công thức của nhiều DOS. các quy luật tự nhiên, được sử dụng rộng rãi ở cùng một nơi và như vậy, được định nghĩa thuần túy về mặt toán học, K., là các số 0; 1; ? (tỷ số giữa chu vi và đường kính); e (cơ số của logarit tự nhiên); Hằng số Euler và các hằng số khác. Thường được sử dụng tương tự là K., đến-lúa mạch đen là kết quả của toán học nổi tiếng. các phép toán trên C. được chỉ định Nhưng càng khó để diễn đạt C. thường xuyên được sử dụng theo nghĩa C. đơn giản hơn (hoặc C. đơn giản nhất chẳng hạn như 0 và 1) và các phép toán nổi tiếng, thì sự tham gia của nó càng độc lập hơn việc xây dựng các định luật và quan hệ đó trong-rykh mà nó xảy ra, thì càng có nhiều điều đặc biệt được giới thiệu cho nó. chỉ định, tính toán hoặc đo lường nó càng chính xác càng tốt. Một số đại lượng xảy ra không thường xuyên và chỉ là K. trong khuôn khổ của việc xem xét một bài toán nào đó, và chúng thậm chí có thể phụ thuộc vào sự lựa chọn các điều kiện (giá trị của các tham số) của bài toán, chỉ trở thành K. khi các điều kiện này được cố định. K. như vậy thường được ký hiệu bằng các chữ cái C hoặc K (không kết nối các ký hiệu này một lần và mãi mãi với cùng một K.) hoặc chỉ cần viết như vậy và giá trị như vậy = const. A. Kuznetsov, I. Lyakhov. Matxcova. Trong những trường hợp khi trong toán học hoặc logic, vai trò của các đối tượng đang được xem xét được thực hiện bởi các hàm, K. được gọi là chúng như vậy, giá trị của chúng không phụ thuộc vào giá trị của các đối số của các hàm này. Ví dụ, K. là hiệu x - x là một hàm của x, vì với tất cả các giá trị (số) của biến x, giá trị của hàm x - x là cùng một số 0. Ví dụ về một hàm đại số Boolean là K. là A / A (được coi là một hàm của " câu lệnh biến "A), kể từ khi đối với tất cả các giá trị có thể có của đối số A của nó, nó có (trong khuôn khổ của logic đại số thông thường, cổ điển) cùng một giá trị 1 (được đặc trưng bởi ý nghĩa logic được xác định có điều kiện là "chân lý"). Một ví dụ về K. phức tạp hơn từ đại số logic là hàm (AB? BA). Trong một số trường hợp, một hàm, giá trị của nó là hằng số, được xác định bằng chính giá trị này. Trong trường hợp này, ý nghĩa của hàm đã xuất hiện dưới dạng K. (chính xác hơn, như một hàm là K.). Bất kỳ biến bảng chữ cái đã chọn nào (ví dụ: A, B, x, y, v.v.) đều có thể được coi là đối số của hàm này, vì tất cả giống nhau nó không phụ thuộc vào chúng. Trong các trường hợp khác, việc xác định một hàm là K. với giá trị của nó sẽ không được thực hiện, tức là phân biệt giữa hai K. như vậy, một trong số đó có một biến trong số các đối số của nó, cái kia thì không. Ví dụ, điều này cho phép xác định một hàm dưới dạng bảng của nó và cũng đơn giản hóa giản đồ. định nghĩa của một số hoạt động trên các chức năng. Cùng với K. như vậy, các giá trị của chúng là số (có thể được đặt tên) hoặc được đặc trưng bởi số, có K. khác. Ví dụ, trong các tập hợp lý thuyết, K. quan trọng là chuỗi tự nhiên N, tức là. tập hợp tất cả các số nguyên không âm. những con số. Giá trị của một hàm là K. cũng có thể là một đối tượng của bất kỳ bản chất nào. Ví dụ, khi xem xét các hàm của một biến A như vậy, các giá trị của chúng là các tập con của chuỗi số tự nhiên, người ta có thể xác định các hàm này như vậy, giá trị của nó đối với tất cả các giá trị của biến A sẽ là tập hợp của tất cả các số nguyên tố. Ngoài thể chất. các đại lượng và chức năng trong vai trò của các đối tượng như vậy, một số trong số đó là K., thường (đặc biệt là về logic và ngữ nghĩa) xem xét các dấu hiệu và sự kết hợp của chúng: từ, câu, thuật ngữ, công thức, v.v., và như ý nghĩa của chúng, các nghĩa chưa được đề cập cụ thể, nghĩa ngữ nghĩa của chúng (nếu có). Đồng thời, K. mới được tiết lộ Vì vậy, trong số học. biểu thức (số hạng) 2 + 3–2 K. hóa ra không chỉ là các số 2 và 3 và kết quả của các phép toán trên chúng, mà còn là các dấu + và -, các giá trị của chúng là các phép cộng và phép trừ. Những dấu hiệu này, được K. trong khuôn khổ của lý thuyết. việc xem xét các số học và đại số trường học thông thường, không còn là K. nữa, khi chúng ta đi vào lĩnh vực rộng lớn hơn của hiện đại. đại số hoặc logic, trong đó dấu + trong một số trường hợp là ý nghĩa của phép toán cộng các số thông thường, trong các trường hợp khác (ví dụ, trong logic đại số) - phép cộng modulo 2 hoặc phép cộng Boolean, trong các trường hợp khác - một phép toán khác. Tuy nhiên, trong những xem xét hẹp hơn (ví dụ, khi xây dựng một hệ thống đại số hoặc logic cụ thể), giá trị của các dấu hiệu của phép toán là cố định và những dấu hiệu này, trái ngược với dấu hiệu của các biến, trở thành K. Phân bổ logic. K. đóng một vai trò đặc biệt trong việc ứng dụng vào các đối tượng từ thiên nhiên. ngôn ngữ. Trong vai trò của lôgic. K. bằng tiếng Nga. ngôn ngữ là, ví dụ, các liên từ như "và", "hoặc", v.v., các từ có thể định lượng như "tất cả", "mọi người", "tồn tại", "một số", v.v., chẳng hạn như động từ liên kết, chẳng hạn như "là "," bản chất "," là ", v.v., cũng như các cụm từ phức tạp hơn như" nếu ..., thì "," nếu và chỉ nếu "," chỉ có "," cái đó "," sao cho "," tương đương với cái đó ", v.v. Bằng cách lựa chọn nó là logic. K. trong tự nhiên. ngôn ngữ là sự tùy ý về mức độ giống nhau về vai trò của chúng trong một số lượng lớn các trường hợp suy luận hoặc suy luận khác, điều này có thể kết hợp các trường hợp này thành một hoặc một lược đồ duy nhất khác (quy tắc lôgic), trong đó các đối tượng khác với các đối tượng được phân biệt. được thay thế bởi các biến tương ứng. Số lượng các phương án càng ít thì có thể bao hàm tất cả các trường hợp suy luận được xem xét, bản thân các phương án này càng đơn giản và chúng ta càng được đảm bảo chống lại khả năng lập luận sai lầm theo chúng, thì việc lựa chọn các phương án logic xuất hiện càng hợp lý hơn. trong các chương trình này. ĐẾN. A. Kuznetsov. Matxcova. Lít.: Eddington?., Không gian, Thời gian và Lực hấp dẫn, trans. từ tiếng Anh., O., 1923; Jeans D., Vũ trụ quanh ta, trans. từ tiếng Anh, L.–M., 1932; Sinh M., Bí ẩn số 137, trong bộ sưu tập: Uspekhi fiz. Khoa học, tập 16, không. 6, năm 1936; Heisenberg V., Philos. các vấn đề của vật lý nguyên tử, M., 1953; anh ta, Khám phá của Planck và DOS. Philos. câu hỏi của học thuyết về nguyên tử, "Câu hỏi. Triết học", 1958, số 11; của ông, Vật lý và Triết học, M., 1963; Đã ngồi. Nghệ thuật. bằng chiếu. logic và các ứng dụng của nó đối với một số câu hỏi của điều khiển học, trong cuốn sách: Tr. chiếu. trong đó, t. 51, M., 1958; IV Kuznetsov, Điều gì đúng và điều gì sai Werner Heisenberg, "Những câu hỏi. Triết học", 1958, No 11; Uspensky V.?., Bài giảng về hàm tính toán, M., 1960; Kay, J. và Labi, T., Phys. Bàn. và chem. vĩnh viễn, ngõ. từ tiếng Anh, xuất bản lần thứ 2, M., 1962; A. G. Kurosh, Các bài giảng về đại số tổng quát, M., 1962; Svidersky V.I., Về phép biện chứng của các yếu tố và cấu trúc trong thế giới khách quan và tri thức, M., 1962, ch. 3; ? ddington A. St., Những con đường mới trong khoa học, Camb., 1935; của ông, Thuyết tương đối của proton và electron, L., 1936; của ông, Triết học của khoa học vật lý, N. Y. - Camb., 1939; Louis de Broglie, Physicien et penseur, P. ,; March?., Die Physkalische Erkenntnis und ihre Grenzen, 2 Aufl., Braunschweig, 1960.

Từ Wikipedia, bách khoa toàn thư miễn phí

Không đổi thế cân bằng- một giá trị xác định cho một phản ứng hóa học nhất định, tỷ lệ giữa các hoạt động nhiệt động lực học (hoặc, tùy thuộc vào điều kiện phản ứng, áp suất riêng phần, nồng độ hoặc độ ẩm) của các chất và sản phẩm ban đầu ở trạng thái cân bằng hóa học (theo quy luật khối lượng hiệu quả). Biết hằng số cân bằng của phản ứng, người ta có thể tính thành phần cân bằng của hỗn hợp phản ứng, sản phẩm thu được lớn nhất và xác định chiều của phản ứng.

Các cách để biểu thị các hằng số cân bằng

Ví dụ, đối với phản ứng oxi hóa cacbon monoxit:

2CO + O 2 = 2CO 2

hằng số cân bằng có thể được tính bằng công thức:

$K\_p\; =\; \backslash \; frac\; (p\_\; (CO\_2)\; ^\; 2)\; (p\_\; (CO)\; ^\; 2\; \backslash \; cdot\; p\_\; (O\_2))$ $K\_p\; =\; K\_x\; P\; ^\; (\backslash \; Delta\; n)$

ở đâu Δn- sự thay đổi số mol các chất trong quá trình phản ứng. Rõ ràng là K x phụ thuộc vào áp suất. Nếu số mol sản phẩm phản ứng bằng số mol nguyên liệu ban đầu ( $\backslash \; Delta\; n\; =\; 0$), sau đó $K\_p\; =\; K\_x$.

Hằng số cân bằng tiêu chuẩn

Hằng số cân bằng tiêu chuẩn của phản ứng trong hỗn hợp khí lý tưởng (khi áp suất riêng phần ban đầu của những người tham gia phản ứng bằng giá trị của chúng ở trạng thái tiêu chuẩn $p\_i\; ^\; 0$= 0,1013 MPa hoặc 1 atm) có thể được tính bằng biểu thức:

$K\; ^\; 0\; =\; \backslash \; prod\; (\backslash \; dấu\; ngã\; (p\_i))\; ^\; (v\_i)$ở đâu $\backslash \; dấu\; ngã\; (p\_i)$- áp suất riêng phần tương đối của các thành phần, $\backslash \; tilde\; (p\_i)\; =\; p\_i\; /\; p\_i\; ^\; 0$.

Hằng số cân bằng chuẩn là một đại lượng không thứ nguyên. Cô ấy được liên kết với K p tỉ lệ:

$K\_p\; =\; K\; ^\; 0\; (p\_i\; ^\; 0)\; ^\; (\backslash \; Delta\; n)$

Người ta thấy rằng nếu $p\_i\; ^\; 0$ thể hiện trong khí quyển, sau đó $(p\_i\; ^\; 0)\; ^\; (\backslash \; Delta\; n)\; =\; 1$ và $K\_p\; =\; K\; ^\; 0$.

Đối với phản ứng trong hỗn hợp các khí thực ở trạng thái ban đầu tiêu chuẩn, độ thoát hơi riêng phần của các chất khí được coi bằng áp suất riêng phần của chúng. $f\_i\; ^\; 0\; =\; p\_i\; ^\; 0$= 0,1013 MPa hoặc 1 atm. K f kết nối với K 0 tỉ lệ:

$K\_f\; =\; K\; ^\; 0\; (\backslash \; gamma\_i\; p\_i\; ^\; 0)\; ^\; (\backslash \; Delta\; n)$ở đâu tôi- hệ số thoát ly của khí thực thứ i trong hỗn hợp.

Hằng số cân bằng của các phản ứng trong hệ dị thể

hằng số cân bằng (với điều kiện là pha khí là lý tưởng) có dạng:

$K\_p\; =\; \backslash \; frac\; (p\_\; (CO\_2))\; (p\_\; (CO))$

Mô tả nhiệt động lực học của trạng thái cân bằng

Cùng với sự chỉ định NS cho tỷ lệ hoạt độ của các chất tại một thời điểm bất kỳ của phản ứng t ("hệ số phản ứng")

$Q\_r\; =\; \backslash \; frac\; (\backslash \; left\; \backslash \; (S\_t\; \backslash \; right\; \backslash )\; ^\; \backslash \; sigma\; \backslash \; left\; \backslash \; (T\_t\; \backslash \; right\; \backslash )\; ^\; \backslash \; tau)\; (\backslash \; left\; \backslash \; (A\_t\; \backslash \; right\; \backslash )\; ^\; \backslash \; alpha\; \backslash \; left\; \backslash \; (B\_t\; \backslash \; right\; \backslash )\; ^\; \backslash \; beta)\; =\; \backslash \; frac\; (\backslash \; prod\; a\_\; (j\; (t))\; ^\; (\backslash \; nu\_j))\; (\backslash \; prod\; a\_\; (i\; (t))\; ^\; (\backslash \; nu\_i))\; =\; \backslash \; prod\; a\_\; (n\; (t)\; )\; ^\; (\backslash \; nu\_n)$(ký hiệu cho phản ứng dưới đây; đẳng thức cuối cùng được viết bằng ký hiệu rằng hệ số cân bằng được lấy bằng dấu "+" cho các sản phẩm và bằng dấu "-" cho nguyên liệu ban đầu)

trong nhiệt động lực học hóa học, ký hiệu được sử dụng K eq cho một tỷ lệ đồng dạng giữa các hoạt độ cân bằng của các chất

$K\_\; (eq)\; =\; \backslash \; frac\; ([S]\; ^\; \backslash \; sigma\; [T]\; ^\; \backslash \; tau)\; ([A]\; ^\; \backslash \; alpha\; [B]\; ^\; \backslash \; beta)\; =\; \backslash \; frac\; (\backslash \; prod\; a\_\; (j\; (t\; =\; \backslash \; infty)\; )\; ^\; (\backslash \; nu\_j))\; (\backslash \; prod\; a\_\; (i\; (t\; =\; \backslash \; infty))\; ^\; (\backslash \; nu\_i))\; =\; \backslash \; prod\; a\_\; (n\; (t\; =\; \backslash \; infty))\; ^\; (\backslash \; nu\_n)$(nghĩa là, tỷ lệ các hoạt động tại thời điểm này $t\; =\; \backslash \; infty$, tại thời điểm cân bằng). Sau đây là mô tả nhiệt động lực học của cân bằng hóa học và mối quan hệ K eq với năng lượng Gibbs tiêu chuẩn của quá trình.

Trong một hệ thống mà một phản ứng hóa học đang diễn ra

$\backslash \; alpha\; A\; +\; \backslash \; beta\; B\; \backslash \; rightleftharpoons\; \backslash \; sigma\; S\; +\; \backslash \; tau\; T$

trạng thái cân bằng có thể được mô tả bằng điều kiện

$\backslash \; left\; (\backslash \; frac\; (dG)\; (d\; \backslash \; xi)\; \backslash \; right)\; \_\; (T,\; p)\; =\; 0$ở đâu $\backslash \; xi$ có một biến hóa học

hoặc, cùng một điều kiện cân bằng có thể được viết bằng cách sử dụng các thế hóa học như

$\backslash \; alpha\; \backslash \; mu\_A\; +\; \backslash \; beta\; \backslash \; mu\_B\; =\; \backslash \; sigma\; \backslash \; mu\_S\; +\; \backslash \; tau\; \backslash \; mu\_T$

tiềm năng hóa học ở đâu

$\backslash \; mu\_A\; =\; \backslash \; mu\_\; (A)\; ^\; (\backslash \; ominus)\; +\; RT\; \backslash \; ln\; \backslash \; (A\; \backslash )$ở đây (A) nói đúng ra là hoạt độ của thuốc thử A; Theo giả thiết về khí lý tưởng, chúng có thể được thay thế bằng áp suất; đối với khí thực, chúng có thể được thay thế bằng độ ẩn; dưới giả thiết rằng dung dịch tuân theo định luật Henry, nó có thể được thay thế bằng phần mol và theo giả thiết rằng dung dịch tuân theo Định luật Raoult, bởi áp lực từng phần; đối với một hệ ở trạng thái cân bằng có thể được thay thế bằng nồng độ mol cân bằng hoặc hoạt độ cân bằng. $\backslash \; Delta\; \_\; (r)\; G\; ^\; (o)\; =\; -RT\; \backslash \; ln\; K\_\; (eq)$

Thành phần cân bằng của hỗn hợp và chiều của phản ứng

"Hệ số phản ứng" nói trên NS(các chỉ định khác được tìm thấy trong tài liệu - $\backslash \; Omega$ hoặc $\backslash \; số\; Pi$, "sản phẩm phản ứng")

$Q\_r\; =\; \backslash \; prod\; a\_\; (n\; (t))\; ^\; (\backslash \; nu\_n)$

phản ánh tỷ lệ của các hoạt động hiện tại của tất cả những người tham gia phản ứng và có thể được sử dụng để xác định hướng của phản ứng tại thời điểm mà Q đã biết

Nếu tại thời điểm t hệ số Q> K, thì các hoạt động hiện tại của các sản phẩm lớn hơn các sản phẩm cân bằng, và do đó chúng sẽ giảm đi tại thời điểm khi cân bằng được thiết lập, tức là tại thời điểm phản ứng ngược lại đang diễn ra. ; Nếu Q = K thì đạt trạng thái cân bằng và tốc độ phản ứng thuận và nghịch bằng nhau; Nếu Q< K, то $v\_\; (1)>\; v\; \_\; (-\; 1)$

Sử dụng số lượng $Q\_r$ phương trình được viết phản ứng hóa học đẳng nhiệt

$\backslash \; Delta\; G\_\; (p,\; T)\; =\; RT\; \backslash \; ln\; Q\_\; (r)\; -\; RT\; \backslash \; ln\; K\_\; (eq)\; =\; RT\; \backslash \; ln\; \backslash \; frac\; (Q\_\; (r))\; (K\_\; (eq))\; =\; \backslash \; sum\; \backslash \; nu\_\; (i)\; \backslash \; mu\_\; (i)$

Ở đâu $\backslash \; nu$ là hệ số phân vị (đối với sản phẩm - có dấu "+", đối với chất ban đầu - có dấu "-"; giống như trong biểu thức của Q và K), và $\backslash \; mu$- điện thế hóa học và năng lượng Gibbs tiêu chuẩn và hằng số tiêu chuẩn là

$\backslash \; Delta\; G\_\; (p,\; T)\; ^\; (o)\; =\; -\; RT\; \backslash \; ln\; K\_\; (eq)\; ^\; (o)\; =\; \backslash \; sum\; \backslash \; nu\_\; (i)\; \backslash \; mu\_\; (i)\; ^\; (o)$

Ở đâu $\backslash \; mu\; ^\; (o)$- tiềm năng hóa học tiêu chuẩn

Phương trình đẳng nhiệt cho biết đại lượng Q có liên quan như thế nào đến sự thay đổi năng lượng tự do của phản ứng:

Tại $Q>\; K$để phản ứng trực tiếp $\backslash \; Delta\; G>\; 0$, đó là $\backslash \; sum\; \backslash \; nu\_\; (j)\; \backslash \; mu\_\; (j)$đối với các sản phẩm của phản ứng trực tiếp, nhiều hơn đối với các chất ban đầu - điều này có nghĩa là phản ứng trực tiếp bị cấm (có nghĩa là điều ngược lại không bị cấm); tại $Q\; =\; K$để phản ứng trực tiếp $\backslash \; Delta\; G\; =\; 0$, tức là phản ứng đã đạt đến trạng thái cân bằng; tại để phản ứng trực tiếp , nghĩa là, quá trình tự phát của phản ứng này được cho phép

Số lượng $K\_\; (eq)$ theo định nghĩa, nó chỉ có ý nghĩa đối với trạng thái cân bằng, tức là đối với trạng thái có $\backslash \; frac\; (v\_\; (1))\; (v\; \_\; (-\; 1))\; =\; 1$ và $\backslash \; Delta\; G\_r\; =\; 0$... Số lượng $K\_\; (eq)$ không nói gì về tốc độ phản ứng, nhưng nó mô tả thành phần của hệ ở trạng thái cân bằng.

Nếu K >> 1, thì sản phẩm của phản ứng (trực tiếp) chiếm ưu thế trong hệ.<< 1, то в системе преобладают исходные вещества (продукты обратной реакции)

Các trạng thái tiêu chuẩn

Năng lượng Gibbs tiêu chuẩn của phản ứng trong hỗn hợp khí là năng lượng Gibbs của phản ứng ở áp suất riêng phần tiêu chuẩn của tất cả các thành phần bằng 0,1013 MPa (1 atm). Năng lượng Gibbs tiêu chuẩn của phản ứng trong dung dịch là năng lượng Gibbs ở trạng thái tiêu chuẩn của dung dịch, được coi là giả định một dung dịch có các tính chất của một dung dịch cực kỳ loãng, nhưng với nồng độ của tất cả các thuốc thử bằng nhau. Đối với một chất tinh khiết và chất lỏng, năng lượng Gibbs tiêu chuẩn trùng với năng lượng Gibbs của sự hình thành các chất này. Giá trị của năng lượng Gibbs tiêu chuẩn của phản ứng có thể được sử dụng để ước tính gần đúng khả năng nhiệt động lực học của phản ứng tiến hành theo một hướng nhất định, nếu điều kiện ban đầu không khác nhiều so với điều kiện tiêu chuẩn. Ngoài ra, bằng cách so sánh các giá trị của năng lượng Gibbs tiêu chuẩn của một số phản ứng, người ta có thể chọn những phản ứng thích hợp nhất, cho $\backslash \; Delta\; G\; ^\; 0\_T$ có mô đun lớn nhất phủ định kích cỡ.

Mô tả động học

Đối với một phản ứng hóa học thuận nghịch, hằng số cân bằng K eq có thể được biểu thị dưới dạng hằng số tốc độ của phản ứng thuận và nghịch. Xét một phản ứng hóa học thuận nghịch bậc một cơ bản

$\backslash \; mathrm\; (A)\; \backslash \; rightleftarrows\; \backslash \; mathrm\; (B)$

Theo định nghĩa, trạng thái cân bằng được đưa ra bởi điều kiện $v\_\; (1)\; =\; v\; \_\; (-\; 1)$, nghĩa là, sự bằng nhau của tỷ lệ phản ứng thuận và nghịch.

Phù hợp với quy luật của quần chúng đang hoạt động $v\; =\; k\; (\backslash \; prod)\; (a\_j)\; ^\; (n\_j)$

Ở đâu k là hằng số tốc độ của phản ứng tương ứng, và $(a\_j)\; ^\; (n\_j)$- hoạt động cân bằng của các chất phản ứng trong phản ứng này, được nâng lên lũy thừa bằng hệ số cân bằng của chúng

điều kiện cân bằng có thể được viết dưới dạng

$1\; =\; \backslash \; frac\; (v\_\; (1))\; (v\; \_\; (-\; 1))\; =\; \backslash \; frac\; (k\_\; (1)\; (\backslash \; prod)\; (a\_A)\; ^\; (n\_A))\; (k\; \_\; (-\; 1)\; (\backslash \; prod)\; (\; a\_B)\; ^\; (n\_B))$

$1\; =\; \backslash \; frac\; (k\_\; (1))\; (k\; \_\; (-\; 1))\; \backslash \; cdot\; \backslash \; frac\; (\backslash \; prod\; (a\_A)\; ^\; (n\_A))\; (\backslash \; prod\; (a\_B)\; ^\; (n\_B))\; =\; \backslash \; frac\; (k\_\; (\; 1))\; (k\; \_\; (-\; 1))\; \backslash \; cdot\; \backslash \; left\; (K\_\; (eq)\; \backslash \; right)\; ^\; (-\; 1)$

(xem mô tả nhiệt động lực học của hằng số cân bằng), điều này chỉ có thể thực hiện được nếu

$K\_\; (eq)\; =\; \backslash \; frac\; (k\_\; (1))\; (k\; \_\; (-\; 1))$

Mối quan hệ quan trọng này cung cấp một trong những "điểm tiếp xúc" của động học hóa học và nhiệt động học hóa học.

Nhiều điểm cân bằng

Trong trường hợp khi một số cân bằng được thiết lập trong hệ cùng một lúc (nghĩa là, một số quá trình xảy ra đồng thời hoặc liên tiếp), thì mỗi quá trình có thể được đặc trưng bởi hằng số cân bằng riêng của nó, từ đó có thể biểu thị hằng số cân bằng chung cho toàn bộ quy trình. Bạn có thể xem xét tình huống này bằng ví dụ về sự phân ly từng bước của axit bazơ H 2 A. Dung dịch nước của nó sẽ chứa các phần tử (đã được hòa tan) H +, H 2 A, HA - và A 2-. Quá trình phân ly diễn ra trong hai giai đoạn:

$H\_2A\; \backslash \; rightleftharpoons\; HA\; ^\; -\; +\; H\; ^\; +:\; K\_1\; =\; \backslash \; frac\; ()\; ()$ $HA\; ^\; -\; \backslash \; rightleftharpoons\; A\; ^\; (2-)\; +\; H\; ^\; +:\; K\_2\; =\; \backslash \; frac\; ()\; ()$

K 1 và K 2 - hằng số của giai đoạn đầu tiên và giai đoạn thứ hai của quá trình phân ly, tương ứng. Chúng có thể được sử dụng để biểu thị hằng số cân bằng "hoàn toàn" cho quá trình phân ly hoàn toàn:

$H\_2A\; \backslash \; rightleftharpoons\; A\; ^\; (2-)\; +\; 2H\; ^\; +:\; K\_\; (1\; +\; 2)\; =\; \backslash \; frac\; (^\; 2)\; ()\; =\; K\_1K\_2$

Một ví dụ khác của nhiều điểm cân bằng là phân tích trầm tích / phức chất hòa tan. Giả sử có một trạng thái cân bằng

$AgI\_\; (2)\; ^\; -\; (aq)\; \backslash \; rightleftharpoons\; AgI\; (solid)\; +\; I\; ^\; -\; (aq)$

Phản ứng có thể được biểu diễn dưới dạng hai cân bằng liên tiếp - cân bằng của sự phân hủy ion phức thành các ion thành phần của nó, được đặc trưng bởi "hằng số không ổn định" (nghịch đảo của "hằng số ổn định" β):

$AgI\_\; (2)\; ^\; -\; (aq)\; \backslash \; rightleftharpoons\; Ag\; ^\; +\; (aq)\; +\; 2I\; ^\; -\; (aq):\; K\_1\; =\; \backslash \; frac\; (\backslash \; alpha\_\; (Ag\; ^\; +)\; \backslash \; alpha\_\; (I\; ^\; -)\; ^\; 2)\; (\backslash \; alpha\_\; (AgI\_\; (2)\; ^\; -))\; =\; \backslash \; beta\; ^\; (-\; 1)$

và cân bằng của quá trình chuyển đổi các ion từ thể tích của dung môi sang mạng tinh thể

$Ag\; ^\; +\; (aq)\; +\; I\; ^\; -\; (aq)\; \backslash \; rightleftharpoons\; AgI\; (rắn):\; K\_2\; =\; \backslash \; frac\; (\backslash \; alpha\_\; (AgI))\; (\backslash \; alpha\_\; (Ag\; ^\; +)\; \backslash \; alpha\_\; (I\; ^\; -))$

có tính đến thực tế là đối với chất rắn, hoạt độ được coi là 1 , và trong dung dịch loãng, các hoạt độ có thể được thay thế bằng nồng độ mol, chúng tôi thu được

$K\_2\; =\; \backslash \; frac\; (\backslash \; alpha\_\; (AgI))\; (\backslash \; alpha\_\; (Ag\; ^\; +)\; \backslash \; alpha\_\; (I\; ^\; -))\; =\; \backslash \; frac\; (1)\; ()\; =\; \backslash \; frac\; (1)\; (K\_\; (sp))$

Khi đó tổng cân bằng sẽ được mô tả bằng hằng số

$AgI\_\; (2)\; ^\; -\; (aq)\; \backslash \; rightleftharpoons\; AgI\; (solid)\; +\; I\; ^\; -\; (aq):\; K\; =\; \backslash \; frac\; (\backslash \; alpha\_\; (AgI)\; \backslash \; alpha\_\; (I\; ^\; -))\; (\backslash \; alpha\_\; (AgI\_\; (2)\; ^\; -))\; =\; K\_\; (1)\; \backslash \; cdot\; K\_\; (2)\; =\; \backslash \; frac\; (1)\; (\backslash \; beta\; \backslash \; cdot\; K\_\; (sp))$

Và giá trị của hằng số này sẽ là điều kiện cho sự ưu thế của một hợp chất phức tạp hoặc một muối rắn trong một hỗn hợp cân bằng: như trên, nếu K<< 1, то в равновесной смеси большая часть ионов связана в комплексное соединение, если K >> 1, khi đó ở trạng thái cân bằng trong hệ hầu hết các ion liên kết trong pha tinh thể.

Hằng số cân bằng so với nhiệt độ

Sự phụ thuộc của hằng số cân bằng phản ứng vào nhiệt độ có thể được mô tả bằng phương trình của đẳng phản ứng hóa học (Van't Hoff isobar):

$d\; \backslash \; ln\; K\_p\; =\; \backslash \; frac\; (\backslash \; Delta\; H)\; (RT\; ^\; 2)\; dT$

Phương pháp tính hằng số cân bằng

Các phương pháp tính toán để xác định hằng số cân bằng của phản ứng thường được rút gọn để tính theo cách này hay cách khác sự thay đổi tiêu chuẩn của năng lượng Gibbs trong quá trình phản ứng ( ΔG 0) và sau đó sử dụng công thức:

$\backslash \; Delta\; G\; ^\; 0\; =\; -RT\; \backslash \; ln\; K\; ^\; 0$, ở đâu $NS$ là một hằng số khí phổ quát.

Cần nhớ rằng năng lượng Gibbs là một hàm của trạng thái của hệ, nghĩa là nó không phụ thuộc vào đường đi của quá trình, vào cơ chế phản ứng, mà chỉ được xác định bởi trạng thái đầu và cuối của hệ. . Do đó, nếu xác định trực tiếp hoặc tính toán ΔG 0đối với một số phản ứng, vì lý do nào đó, là khó, bạn có thể chọn các phản ứng trung gian như vậy để ΔG 0đã biết hoặc có thể dễ dàng xác định, và tổng của nó sẽ cho phản ứng được xem xét (xem định luật Hess). Trong đó, phản ứng tạo hợp chất từ ​​các nguyên tố thường được sử dụng như phản ứng trung gian.

Tính entropy của sự thay đổi năng lượng Gibbs và hằng số cân bằng của phản ứng

Phương pháp tính toán Entropy ΔG phản ứng là một trong những phổ biến nhất và thuận tiện. Nó dựa trên tỷ lệ:

$\backslash \; Delta\; G\_T\; =\; \backslash \; Delta\; H\_T\; -\; T\; \backslash \; Delta\; S\_T$

hoặc, tương ứng, cho Tiêu chuẩn Thay đổi năng lượng Gibbs:

$\backslash \; Delta\; G\_T\; ^\; 0\; =\; \backslash \; Delta\; H\_T\; ^\; 0\; -\; T\; \backslash \; Delta\; S\_T\; ^\; 0$

Ở đây ΔH 0ở áp suất và nhiệt độ không đổi bằng hiệu ứng nhiệt của phản ứng, các phương pháp tính toán và thực nghiệm xác định đã biết - ví dụ, xem phương trình Kirchhoff:

$\backslash \; Delta\; H\_T\; ^\; 0\; =\; \backslash \; Delta\; H\_\; (298)\; ^\; 0\; +\; \backslash \; int\_\; (298)\; ^\; T\; \backslash \; Delta\; C\_pdT$

Cần phải thu được sự thay đổi entropi trong quá trình phản ứng. Nhiệm vụ này có thể được giải quyết theo một số cách, ví dụ:

• Theo dữ liệu nhiệt - dựa trên định lý nhiệt Nernst và sử dụng thông tin về sự phụ thuộc nhiệt độ của nhiệt dung của những người tham gia phản ứng. Ví dụ, đối với các chất ở trạng thái rắn ở điều kiện thường:

Vì vậy, nếu biết $\backslash \; Delta\; H\_\; (298)\; ^\; 0$, $\backslash \; Delta\; S\_\; (298)\; ^\; 0$ và nhiệt độ phụ thuộc vào nhiệt dung, $\backslash \; Delta\; G\_T\; ^\; 0$ có thể được tính bằng công thức:

$\backslash \; Delta\; G\_T\; ^\; 0\; =\; \backslash \; Delta\; H\_\; (298)\; ^\; 0-T\; \backslash \; Delta\; S\_\; (298)\; ^\; 0\; +\; \backslash \; int\_\; (298)\; ^\; T\; \backslash \; Delta\; C\_pdT-T\; \backslash \; int\_\; (298)\; ^\; T\; \backslash \; Delta\; C\_p\; \backslash \; frac\; (\; dT)\; (T)$

Một phiên bản đơn giản hơn của công thức này thu được bằng cách xem xét tổng nhiệt dung của các chất không phụ thuộc vào nhiệt độ và bằng tổng nhiệt dung ở 298 K:

$\backslash \; Delta\; G\_T\; ^\; 0\; =\; \backslash \; Delta\; H\_\; (298)\; ^\; 0-T\; \backslash \; Delta\; S\_\; (298)\; ^\; 0\; +\; \backslash \; Delta\; C\_\; (p\; ~\; 298)\; (T\; -\; 298)\; -T\; \backslash \; ln\; \backslash \; frac\; (T)\; (298)$

Và một phép tính đơn giản hơn nữa được thực hiện bằng cách cân bằng tổng nhiệt dung bằng 0:

$\backslash \; Delta\; G\_T\; ^\; 0\; =\; \backslash \; Delta\; H\_\; (298)\; ^\; 0-T\; \backslash \; Delta\; S\_\; (298)\; ^\; 0$

Chuyển từ $\backslash \; Delta\; G\_T\; ^\; 0$đến hằng số cân bằng được thực hiện theo công thức trên.

Tính hằng số cân bằng bằng phương pháp nhiệt động học thống kê

Thực nghiệm xác định hằng số cân bằng

Xem thêm

Viết nhận xét về bài báo "Hằng số cân bằng"

Ghi chú (sửa)

Văn học

• Kireev V.A. Các phương pháp tính toán thực tế trong nhiệt động lực học của các phản ứng hóa học. - Lần xuất bản thứ 2. - M., 1975.
• Zhorov Yu.M. Nhiệt động học của các quá trình hóa học. - M., 1985.

Một đoạn trích mô tả hằng số cân bằng

Buổi tối của Anna Pavlovna đã được bắt đầu. Các trục quay từ các phía khác nhau đồng đều và không ngừng phát ra tiếng ồn. Ngoại trừ ma tante, gần đó chỉ có một phụ nữ lớn tuổi với khuôn mặt đẫm nước mắt, gầy gò, có phần xa lạ trong xã hội rực rỡ này, xã hội được chia thành ba vòng. Trong một, nam tính hơn, trung tâm là viện trưởng; trong một công chúa Helene xinh đẹp, con gái của Hoàng tử Vasily, và xinh đẹp, hồng hào, quá bụ bẫm thời trẻ, Công chúa Bolkonskaya nhỏ. Trong phần ba, Mortemar và Anna Pavlovna.
Tử tước là một chàng trai trẻ đẹp trai, có tính cách và cách làm dịu dàng, người rõ ràng coi mình là một người nổi tiếng, nhưng, vì cách cư xử tốt, khiêm tốn để cho xã hội mà anh ta tự lợi dụng. Rõ ràng là Anna Pavlovna đã đối xử tốt với những vị khách của mình. Cũng giống như một maître d'hotel phục vụ một thứ gì đó đẹp đẽ đến lạ lùng, miếng thịt bò mà bạn không muốn ăn nếu nhìn thấy nó trong một căn bếp bẩn thỉu, nên tối nay Anna Pavlovna đã phục vụ khách hàng của mình trước tiên cho tử tước, sau đó đến trụ trì, như một cái gì đó được tinh luyện một cách siêu nhiên. Trong vòng tròn của Mortemar, họ ngay lập tức bắt đầu nói về vụ giết hại Công tước xứ Enghien. Tử tước nói rằng Công tước xứ Enghien đã chết vì sự cao cả của ông, và có những lý do đặc biệt dẫn đến sự tức giận của Bonaparte.
- Ah! các chuyến đi. Contez nous cela, vicomte, [Hãy cho chúng tôi biết điều này, Tử tước,] - Anna Pavlovna nói, vui vẻ cảm thấy cách cụm từ này phản hồi một la Louis XV [theo phong cách của Louis XV], - Contez nous cela, vicomte.
Tử tước cúi đầu vâng lời và mỉm cười lịch sự. Anna Pavlovna đã đi một vòng quanh tử tước và mời mọi người lắng nghe câu chuyện của ông.
- Le vicomte a ete humanlement connu de monseigneur, [Tử tước có quen thân với công tước,] Anna Pavlovna thì thầm với một người. “Le vicomte est un parfait Contur,” cô nói với người kia. “Comme on voit l” homme de la bonne compagnie [Như bạn có thể thấy một người đàn ông của xã hội tốt bây giờ], ”cô nói với người thứ ba, và tử tước được phục vụ cho xã hội trong ánh sáng tao nhã và thuận lợi nhất cho nó, như nướng bày thịt bò ra đĩa nóng hổi rắc rau thơm.
Tử tước chuẩn bị bắt đầu câu chuyện của mình và cười nhạt.
- Lại đây, chere Helene, [Helene thân yêu,] - Anna Pavlovna nói với nàng công chúa xinh đẹp đang ngồi từ xa tạo nên tâm của một vòng tròn khác.
Công chúa Helene mỉm cười; cô ấy đứng dậy với nụ cười không thay đổi của một người phụ nữ xinh đẹp hoàn hảo mà cô ấy bước vào phòng khách. Hơi sột soạt với chiếc áo choàng dạ hội màu trắng, được cắt tỉa bằng cây thường xuân và rêu, và ánh lên vẻ trắng ngần của bờ vai, bóng tóc và những viên kim cương, cô ấy đi giữa những người đàn ông đang chia tay và đi thẳng, không nhìn ai, mà mỉm cười với mọi người và như nếu ân cần cho mọi người quyền chiêm ngưỡng vẻ đẹp của trại mình, đầy vai, rất hở, theo kiểu thời bấy giờ, ngực và lưng, và như thể mang theo sự rực rỡ của một quả bóng, cô ấy đã đi lên Anna Pavlovna . Helene giỏi đến mức không những không có bóng dáng của sự bó buộc trong cô, mà ngược lại, cô có vẻ xấu hổ về vẻ đẹp diễn xuất quá mạnh mẽ và đắc thắng của mình. Cô ấy dường như muốn và không thể làm giảm tác dụng của vẻ đẹp của mình. Quelle belle personne! [Thật là một vẻ đẹp!] - tất cả những người nhìn thấy cô ấy nói.
Như thể bị tấn công bởi một điều gì đó phi thường, Tử tước nhún vai và cụp mắt xuống trong khi cô ngồi xuống trước mặt anh và soi sáng anh với nụ cười bất biến.
- Thưa bà, je crains pour mes moyens devant un pareil auditoire, [Tôi thực sự lo sợ cho khả năng của mình trước một khán giả như vậy,] anh nói, cúi đầu cười.
Công chúa úp mở, đặt tay lên bàn và không thấy cần thiết phải nói gì. Cô chờ đợi, mỉm cười. Trong suốt câu chuyện, cô ấy ngồi thẳng lưng, thỉnh thoảng lại liếc nhìn bàn tay xinh đẹp đầy đặn của mình, đã thay đổi hình dạng từ khi đè lên bàn, giờ là một bộ ngực đẹp hơn, trên đó cô ấy đang nắn nót một chiếc vòng cổ kim cương; Cô nắn lại nếp gấp của chiếc váy nhiều lần và khi câu chuyện tạo ấn tượng, cô nhìn lại Anna Pavlovna và ngay lập tức cho rằng biểu cảm giống như trên khuôn mặt của người phụ nữ, rồi lại bình tĩnh trở lại trong một nụ cười rạng rỡ. Sau Helene, công chúa nhỏ cũng từ trên bàn trà đi qua.
“Attendez moi, je vais prendre mon ouvrage, [Chờ đã, tôi sẽ nhận việc của mình,]” cô nói. - Voyons, a quoi pensez vous? - cô quay sang Hoàng tử Hippolytus: - chế nhạo moi mon. [Bạn đang nghĩ gì đó? Mang theo lưới của tôi.]
Công chúa, đang mỉm cười và nói chuyện với mọi người, đột nhiên thu xếp lại và ngồi xuống, vui vẻ hồi phục.
“Bây giờ tôi ổn,” cô nói, và yêu cầu bắt đầu, bắt đầu làm việc.
Hoàng tử Hippolytus mang cho cô một tấm lưới, đi đến bên cô và kéo một chiếc ghế gần cô, ngồi xuống bên cạnh cô.
Le charmant Hippolyte gây ấn tượng với sự giống nhau đến lạ thường của mình với cô em gái xinh đẹp của mình, và thậm chí còn hơn thế nữa bởi vì mặc dù có những nét giống nhau nhưng anh ta lại rất ngốc nghếch. Các đường nét trên khuôn mặt anh cũng giống chị gái mình, nhưng về sau mọi thứ đều được chiếu sáng bởi nụ cười vui vẻ, tự mãn, trẻ trung, bất biến với cuộc sống và vẻ đẹp cổ kính lạ thường của cơ thể; mặt khác, khuôn mặt anh tuấn của anh tuấn lãng tử, luôn biểu hiện vẻ cáu kỉnh tự tin, thân hình gầy gò ốm yếu. Mắt, mũi, miệng - mọi thứ dường như thu gọn lại thành một khuôn mặt mơ hồ và buồn tẻ, tay và chân luôn ở vị trí không tự nhiên.
"Ce n" est pas une histoire de kính phục? [Đây không phải là một câu chuyện ma sao?], Anh ta nói, ngồi xuống bên cạnh công chúa và vội vàng gắn ống nghe vào mắt mình, như thể không có nhạc cụ này, anh ta không thể bắt đầu nói được. .
- Mais non, mon cher, [Không hề,] - người kể chuyện ngạc nhiên nhún vai nói.
- C "est que je deteste les histoires de inherit.
Bởi vì sự tự tin mà anh ta nói, không ai có thể hiểu những gì anh ta nói là rất thông minh hay rất ngu ngốc. Anh ta mặc một chiếc áo đuôi tôm màu xanh lá cây sẫm, trong quần tất màu cuisse de nymphe effrayee, [đùi của một tiên nữ sợ hãi,] như chính anh ta nói, trong tất chân và giày.
Vicomte [Tử tước] đã kể rất hay về giai thoại sau đó được lưu truyền rằng Công tước xứ Enghien đã bí mật đến Paris để gặp mlle George, [Mademoiselle Georges] và ở đó ông đã gặp Bonaparte, người cũng được sự ưu ái của nữ diễn viên nổi tiếng, và tại đó, gặp gỡ với công tước, Napoléon vô tình rơi vào cơn say mà ông đã tiếp xúc, và được công tước thương xót, mà công tước đã không lợi dụng, nhưng Bonaparte sau đó đã rất cao cả vì điều này và trả thù cho công tước với cái chết.
Câu chuyện rất ngọt ngào và thú vị, đặc biệt là ở chỗ các đối thủ bất ngờ nhận ra nhau, và các quý cô có vẻ phấn khích.
- Charmant, [Quyến rũ,] - Anna Pavlovna nói, nhìn công chúa nhỏ đầy thắc mắc.
“Thật quyến rũ,” công chúa nhỏ thì thầm, đâm kim vào công việc của mình, như để thể hiện rằng sự thú vị và cuốn hút của câu chuyện đã ngăn cản cô tiếp tục công việc của mình.
Tử tước đánh giá cao lời khen ngợi ngầm này và mỉm cười biết ơn, tiếp tục; nhưng lúc này Anna Pavlovna còn đang nhìn nam nhân kinh khủng nàng, nhận thấy hắn nói chuyện quá nóng nảy, lớn tiếng với viện trưởng, liền vội vàng giúp đỡ nơi nguy hiểm. Thật vậy, Pierre đã tìm cách bắt chuyện với sư trụ trì về trạng thái cân bằng chính trị, và sư trụ trì, có vẻ thích thú với lòng nhiệt thành ngây thơ của chàng trai trẻ, đã phát triển ý tưởng yêu thích của mình trước mặt anh ta. Cả hai đều lắng nghe và trò chuyện quá tự nhiên và sôi nổi, và Anna Pavlovna không thích điều này.
“Phương pháp khắc phục là trạng thái cân bằng của Châu Âu và điều chỉnh của thị tộc [luật quốc tế],” trụ trì nói. - Đáng để một quốc gia hùng mạnh như Nga, được tôn vinh vì sự man rợ, trở nên vô tư đứng đầu một liên minh với mục tiêu cân bằng châu Âu - và nó sẽ cứu thế giới!
- Làm thế nào để bạn tìm thấy một sự cân bằng như vậy? - Pierre bắt đầu; nhưng ngay lúc đó Anna Pavlovna đến và nhìn Pierre một cách nghiêm khắc, hỏi người Ý về cách anh ta chịu đựng khí hậu địa phương. Khuôn mặt của người Ý đột nhiên thay đổi và có một biểu hiện ngọt ngào giả tạo xúc phạm, mà dường như anh ta đã quen thuộc khi nói chuyện với phụ nữ.
“Tôi bị cuốn hút bởi những thú vui của trí óc và sự giáo dục của xã hội, đặc biệt là phụ nữ, những thứ mà tôi có may mắn được chấp nhận, đến nỗi tôi vẫn chưa có thời gian để nghĩ về khí hậu,” anh nói.
Không cho viện trưởng và Pierre ra ngoài, Anna Pavlovna, để thuận tiện cho việc quan sát, đã cùng họ đến vòng chung quanh.

Lúc này, một gương mặt mới bước vào phòng khách. Gương mặt mới là hoàng tử trẻ Andrei Bolkonsky, chồng của công chúa nhỏ. Hoàng tử Bolkonsky có vóc dáng thấp bé, một chàng trai rất đẹp trai với những nét dứt khoát và khô khan. Mọi thứ trong hình dáng của anh, từ ánh mắt mệt mỏi, chán chường đến bước đi trầm lặng, đầy đo đạc, đều thể hiện sự tương phản rõ nét nhất với người vợ nhỏ nhắn, hoạt bát của anh. Rõ ràng tất cả những người đang ở trong phòng khách không chỉ quen thuộc với anh, mà anh đã quá mệt mỏi với anh nên anh rất chán nhìn họ và nghe họ nói. Trong tất cả những khuôn mặt khiến anh chán nản, khuôn mặt của người vợ xinh đẹp dường như khiến anh buồn nhất. Với vẻ mặt nhăn nhó phá hỏng khuôn mặt điển trai, anh quay lưng lại với cô. Anh hôn tay Anna Pavlovna và nheo mắt nhìn toàn bộ hội.
- Vous vous registerlez pour la inheritre, thưa hoàng tử? [Bạn sắp tham chiến sao, hoàng tử?] - Anna Pavlovna nói.
“Le General Koutouzoff,” Bolkonsky nói, nhấn vào âm cuối, giống như một người Pháp, “a bien voulu de moi pour aide de camp ... [Tướng Kutuzov mong tôi làm phụ tá cho ông ấy.]
- Et Lise, votre femme? [Và Lisa, vợ của bạn?]
- Cô ấy sẽ về làng.
- Làm sao không phải là tội cho anh khi tước đi người vợ đáng yêu của anh?
- Andre!
Hoàng tử Andrew nhắm mắt và quay đi. Pierre, từ khi Hoàng tử Andrew bước vào phòng khách, đã không rời ánh mắt vui vẻ, thân thiện, tiến đến và nắm lấy tay anh. Hoàng tử Andrew không ngoảnh lại, mặt nhăn nhó, tỏ vẻ khó chịu với kẻ vừa chạm tay vào, nhưng nhìn thấy khuôn mặt tươi cười của Pierre, anh nở một nụ cười hiền hậu và dễ chịu đến không ngờ.
- Đó là cách! ... Và bạn đang ở trong thế giới rộng lớn! Anh ta nói với Pierre.
- Tôi biết rằng bạn sẽ như vậy, - Pierre trả lời. “Tôi sẽ đến ăn tối với bạn,” anh ta nói thêm một cách lặng lẽ để không làm phiền vị tử tước, người đã tiếp tục câu chuyện của mình. - Có thể?
“Không, bạn không thể,” Hoàng tử Andrei cười nói, bắt tay để Pierre biết rằng không cần thiết phải hỏi điều này.
Anh ta muốn nói điều gì đó khác, nhưng lúc đó Hoàng tử Vasily đã đứng dậy với con gái của mình, và hai thanh niên đứng dậy nhường đường cho họ.
“Xin lỗi, Tử tước thân yêu của tôi,” Hoàng tử Vasily nói với người Pháp, trìu mến kéo tay áo anh ta xuống ghế để anh ta không đứng dậy. “Kỳ nghỉ đáng tiếc này tại nơi đưa tin làm mất niềm vui của tôi và làm bạn bị gián đoạn. Tôi rất buồn khi phải rời xa buổi tối vui vẻ của bạn, ”anh nói với Anna Pavlovna.
Con gái của ông, Công chúa Helene, đang hơi giữ nếp váy, đi giữa những chiếc ghế, và nụ cười càng rạng rỡ trên khuôn mặt xinh đẹp. Pierre nhìn với ánh mắt gần như sợ hãi, nhiệt tình trước vẻ đẹp này khi cô đi ngang qua anh.
“Rất tốt,” Hoàng tử Andrew nói.
Pierre nói: “Rất nhiều.
Đi ngang qua, Hoàng tử Vasily nắm tay Pierre và quay sang Anna Pavlovna.
“Tạo hình con gấu này cho tôi,” anh nói. - Ở đây anh ấy sống với tôi một tháng, và lần đầu tiên tôi nhìn thấy anh ấy trong ánh sáng. Không có gì là cần thiết đối với một người đàn ông trẻ tuổi như một xã hội của những người phụ nữ thông minh.

Anna Pavlovna mỉm cười và hứa sẽ chăm sóc Pierre, người mà cô biết, là họ hàng với cha của Hoàng tử Vasily. Người phụ nữ lớn tuổi, người trước đó đã ngồi với công chúa, vội vàng đứng dậy và vượt qua Hoàng tử Vasily trong đại sảnh. Tất cả vẻ quan tâm giả bộ biến mất khỏi khuôn mặt cô. Khuôn mặt nhuốm đầy nước mắt của cô ấy chỉ thể hiện sự lo lắng và sợ hãi.
- Anh nói gì với em, thưa hoàng tử, về Boris của em? Cô nói, bắt kịp anh trong hội trường. (Cô ấy phát âm tên Boris với sự nhấn mạnh đặc biệt là o). - Tôi không thể ở lại Petersburg lâu hơn. Nói cho tôi biết, tôi có thể mang lại tin tức gì cho cậu bé tội nghiệp của tôi?
Bất chấp việc Hoàng tử Vasily nghe theo lời bà cụ một cách miễn cưỡng và gần như không lịch sự, thậm chí còn tỏ ra mất kiên nhẫn, bà vẫn mỉm cười trìu mến và cảm động với ông và để ông không rời đi, nắm lấy tay ông.
"Rằng bạn nên nói một lời với chủ quyền, và ông ấy sẽ được chuyển trực tiếp cho người bảo vệ," cô yêu cầu.
- Hãy tin tôi, tôi sẽ làm tất cả những gì có thể, thưa công chúa, - Hoàng tử Vasily trả lời, - nhưng thật khó cho tôi khi yêu cầu đấng tối cao; Tôi khuyên bạn nên chuyển sang Rumyantsev, thông qua Hoàng tử Golitsyn: điều đó sẽ thông minh hơn.
Một phụ nữ lớn tuổi mang tên Công chúa Drubetskoy, một trong những họ tốt nhất ở Nga, nhưng bà ấy nghèo, đã xa rời thế giới từ lâu và mất đi những mối quan hệ trước đây. Hiện bà đã đến để mua một vị trí trong đội bảo vệ cho đứa con trai duy nhất của mình. Chỉ sau đó, để được gặp Hoàng tử Vasily, cô giới thiệu bản thân và đến nhà Anna Pavlovna vào buổi tối, chỉ sau đó cô lắng nghe câu chuyện của tử tước. Cô sợ hãi trước những lời nói của Hoàng tử Vasily; một khi khuôn mặt xinh đẹp đó bày tỏ sự cay đắng, nhưng điều này chỉ kéo dài một phút. Cô lại mỉm cười và nắm lấy cánh tay của Hoàng tử Vasily chặt hơn.
“Nghe này, hoàng tử,” cô ấy nói, “Tôi chưa bao giờ hỏi anh, tôi sẽ không bao giờ hỏi, tôi chưa bao giờ nhắc anh về tình bạn của cha tôi với anh. Nhưng bây giờ, tôi cầu xin bạn bởi Chúa, hãy làm điều đó cho con trai tôi, và tôi sẽ coi bạn là một ân nhân, ”cô vội vàng nói thêm. - Không, anh không giận, nhưng anh hứa với em. Tôi hỏi Golitsyn, anh ấy từ chối. Soyez le bon enfant que vous avez ete, [Hãy là người tốt như bạn,] cô ấy nói, cố gắng mỉm cười, trong khi nước mắt cô ấy tuôn rơi.
“Bố, chúng ta sẽ đến muộn,” Công chúa Helene, người đang đợi ở cửa, nói với cái đầu xinh đẹp của mình trên đôi vai cổ kính.
Nhưng ảnh hưởng trên thế giới là vốn, phải được bảo vệ để nó không biến mất. Hoàng tử Vasily biết điều này, một khi nhận ra rằng nếu mình bắt đầu yêu cầu tất cả những người yêu cầu mình, thì chẳng bao lâu nữa sẽ không thể yêu cầu chính mình, anh ta hiếm khi sử dụng ảnh hưởng của mình. Tuy nhiên, trong cuộc tình của Công chúa Drubetskoy, sau cuộc gọi mới của cô ấy, anh cảm thấy một điều gì đó giống như một sự trách móc lương tâm. Cô nhắc anh nhớ lại sự thật: anh nợ cha cô những bước đầu tiên trong công việc phục vụ. Ngoài ra, từ sự tiếp nhận của cô ấy, anh ấy thấy rằng cô ấy là một trong những người phụ nữ, đặc biệt là những người mẹ, một khi đã nghĩ đến điều gì đó trong đầu, sẽ không bị tụt lại phía sau cho đến khi mong muốn của họ được thỏa mãn, và ngược lại họ sẵn sàng bị quấy rối hàng ngày, hàng phút. và ngay cả trên sân khấu. Sự cân nhắc cuối cùng này khiến anh rung động.
“Chere Anna Mikhailovna,” anh nói với giọng quen thuộc và chán nản thường ngày, “hầu như tôi không thể làm những gì cô muốn; nhưng để chứng minh cho bạn thấy tôi yêu bạn như thế nào và tôn vinh ký ức về người cha quá cố của bạn, tôi sẽ làm điều không thể: con trai bạn sẽ được chuyển giao cho người bảo vệ, đây là bàn tay của tôi. Bạn có hài lòng không?
- Anh ơi, anh là ân nhân! Tôi không mong đợi bất cứ điều gì khác từ bạn; Tôi biết bạn tốt bụng như thế nào.
Anh ấy muốn rời đi.
- Chờ đã, hai từ. Une fois Pass aux gardes ... [Một lần anh ta đi lính canh ...] - Cô ngập ngừng: - Anh tốt với Mikhail Ilarionovich Kutuzov, hãy giới thiệu Boris cho anh ta làm phụ tá. Sau đó, tôi sẽ bình yên, và sau đó tôi sẽ ...
Hoàng tử Vasily mỉm cười.
“Tôi không hứa điều đó. Bạn không biết Kutuzov đã bị bao vây như thế nào kể từ khi được bổ nhiệm làm tổng tư lệnh. Chính anh ta nói với tôi rằng tất cả các phụ nữ ở Moscow đều âm mưu cho anh ta tất cả con cái của họ làm phụ tá.
- Không, hứa đi, anh sẽ không cho em vào đâu em ạ, ân nhân của anh ...
- Cha! - Một lần nữa vẻ đẹp lặp lại với cùng một giọng điệu, - chúng ta sẽ đến muộn.
- Vâng, au revoir, [tạm biệt] tạm biệt. Nhìn thấy?
- Vậy ngày mai anh sẽ báo cáo với chủ nhân?
- Chắc chắn, nhưng tôi không hứa với Kutuzov.
- Không, hứa, hứa, Basile.
Cô ấy, dường như, đã quên mất những năm tháng của mình và sử dụng tất cả các bài thuốc của phụ nữ cũ, theo thói quen. Nhưng ngay sau khi anh rời đi, khuôn mặt cô lại mang vẻ mặt lạnh lùng, giả tạo như trước đó. Cô quay trở lại vòng tròn, trong đó tử tước tiếp tục kể, và một lần nữa giả vờ lắng nghe, đợi thời gian rời đi, vì công việc của cô đã xong.
- Nhưng làm thế nào để bạn tìm thấy tất cả bộ phim hài cuối cùng du sacre de Milan này? [sự xức dầu của người Milanese?] - Anna Pavlovna nói. Et la nouvelleedyie des peuples de Genes et de Lucques, người dẫn chương trình qui viennent leurs voeux a M. Buonaparte assis sur un trone, et exaucant les voeux des Nation! Đáng yêu! Non, mais c "est a en devenir folle! Trên dirait, que le monde entier a perdu la tete. [Và đây là một bộ phim hài mới: các dân tộc Genoa và Lucca bày tỏ mong muốn của họ với Monsieur Bonaparte. Và Monsieur Bonaparte ngồi trên ngai vàng và đáp ứng mong muốn của mọi người. 0! Thật tuyệt vời! Không, nó có thể trở nên điên rồ. Bạn sẽ nghĩ rằng cả thế giới đã mất đầu.]
Hoàng tử Andrey cười toe toét, nhìn thẳng vào mặt Anna Pavlovna.
- "Dieu me la donne, gare a qui la touchhe", - anh ta nói (lời của Bonaparte, nói lúc đội vương miện). - On dit qu "il a ete tres beau en prononcant ces paroles, [Chúa đã ban cho tôi một chiếc vương miện. Rắc rối là ở người chạm vào nó. - Họ nói rằng anh ta rất giỏi, phát âm những từ này,] - anh ta nói thêm và lặp lại những điều này. một lần nữa bằng tiếng Ý: "Dio mi la dona, guai a chi la tocca".
- J "espere enfin," Anna Pavlovna tiếp tục, "que ca a ete la goutte d" eau qui fera deborder le verre. Les souverains ne peuvent plus support cet homme, qui menace tout. [Hy vọng cuối cùng giọt sẽ làm tràn ly. Các vị thống trị không còn có thể dung thứ cho người đàn ông đe dọa mọi thứ này nữa.]

Sự phụ thuộc của hằng số cân bằng phản ứng vào nhiệt độ có thể được mô tả bằng phương trình của đẳng phản ứng hóa học (Van't Hoff isobar):

và các isochores của một phản ứng hóa học (isochores Van't Hoff):

Đây Δ NS và Δ U- hiệu ứng nhiệt của phản ứng xảy ra tương ứng ở áp suất không đổi hoặc ở thể tích không đổi. Nếu Δ NS> 0 (hiệu ứng nhiệt thuận, phản ứng tỏa nhiệt) thì hệ số nhiệt độ không đổi

Cân bằng cũng dương, tức là khi nhiệt độ tăng, hằng số cân bằng của phản ứng thu nhiệt tăng, cân bằng dịch chuyển sang phải (điều này khá phù hợp với nguyên lý Le Chatelier).

Hằng số cân bằng và hằng số tốc độ phản ứng

Đối với phản ứng hóa học thuận nghịch, hằng số cân bằng có thể được biểu thị bằng hằng số tốc độ của phản ứng thuận và nghịch, dựa trên thực tế là ở trạng thái cân bằng, tốc độ của phản ứng thuận và nghịch là bằng nhau. Ví dụ, đối với một phản ứng hóa học thuận nghịch bậc nhất cơ bản

thật dễ dàng để chỉ ra rằng:

ở đâu k 1 là hằng số tốc độ của phản ứng trực tiếp, và k 2 - đảo ngược. Mối quan hệ quan trọng này cung cấp một trong những "điểm tiếp xúc" của động học hóa học và nhiệt động học hóa học.

Phương pháp tính hằng số cân bằng

Các phương pháp tính toán để xác định hằng số cân bằng của phản ứng thường được rút gọn để tính theo cách này hay cách khác sự thay đổi tiêu chuẩn của năng lượng Gibbs trong quá trình phản ứng ( ΔG 0 ) và sau đó sử dụng công thức:

Cần nhớ rằng năng lượng Gibbs là một hàm của trạng thái của hệ, nghĩa là nó không phụ thuộc vào đường đi của quá trình, vào cơ chế phản ứng, mà chỉ được xác định bởi trạng thái đầu và cuối của hệ. . Do đó, nếu xác định trực tiếp hoặc tính toán ΔG 0 đối với một số phản ứng, vì lý do nào đó, là khó, bạn có thể chọn các phản ứng trung gian như vậy để ΔG 0 đã biết hoặc có thể dễ dàng xác định, và tổng của nó sẽ cho phản ứng được xem xét (xem định luật Hess). Trong đó, phản ứng tạo hợp chất từ ​​các nguyên tố thường được sử dụng như phản ứng trung gian.

Tính entropy của sự thay đổi năng lượng Gibbs và hằng số cân bằng của phản ứng

Phương pháp tính toán Entropy ΔG phản ứng là một trong những phổ biến nhất và thuận tiện. Nó dựa trên tỷ lệ:

hoặc, tương ứng, cho Tiêu chuẩn Thay đổi năng lượng Gibbs:

Ở đây ΔH 0 ở áp suất và nhiệt độ không đổi bằng hiệu ứng nhiệt của phản ứng, các phương pháp tính toán và thực nghiệm xác định đã biết - ví dụ, xem phương trình Kirchhoff:

Cần phải thu được sự thay đổi entropi trong quá trình phản ứng. Nhiệm vụ này có thể được giải quyết theo một số cách, ví dụ:

Theo dữ liệu nhiệt - dựa trên định lý nhiệt Nernst và sử dụng thông tin về sự phụ thuộc nhiệt độ của nhiệt dung của những người tham gia phản ứng. Ví dụ, đối với các chất ở trạng thái rắn ở điều kiện thường:

trong đó S 0 = 0 (định đề Planck) và sau đó, tương ứng,

.

(ở đây chỉ số sol là từ solid tiếng Anh). Ở một số nhiệt độ T cho trước:

Đối với các chất lỏng hoặc khí ở nhiệt độ bình thường, hoặc nói chung, đối với các chất trong khoảng nhiệt độ từ 0 (hoặc 298) đến T đang trải qua quá trình chuyển pha, cần tính đến sự thay đổi entropi liên quan đến sự chuyển pha này.

Đối với khí lý tưởng - bằng các phương pháp thống kê lượng tử.

Các phương pháp thực nghiệm và bán thực nghiệm khác nhau, đối với phương pháp này thường chỉ cần một lượng nhỏ dữ liệu ban đầu là đủ. Ví dụ, đối với các chất vô cơ rắn, entropi có thể được ước tính bằng công thức

trong đó A và B là hằng số dạng bảng tùy thuộc vào loại hợp chất đang xét, M là khối lượng phân tử.

Vì vậy, nếu cũng biết sự phụ thuộc nhiệt độ của nhiệt dung, thì nó có thể được tính theo công thức:

Một phiên bản đơn giản hơn của công thức này thu được bằng cách xem xét tổng nhiệt dung của các chất không phụ thuộc vào nhiệt độ và bằng tổng nhiệt dung ở 298 K:

Và một phép tính đơn giản hơn nữa được thực hiện bằng cách cân bằng tổng nhiệt dung bằng 0:

Quá trình chuyển từ trạng thái cân bằng sang hằng số được thực hiện theo công thức trên.

Le Chatelier - Nguyên tắc Brown(1884) - nếu hệ đang ở trạng thái cân bằng ổn định, chịu tác động từ bên ngoài, làm thay đổi bất kỳ điều kiện cân bằng nào (nhiệt độ, áp suất, nồng độ), thì các quá trình trong hệ được tăng cường, nhằm bù đắp ảnh hưởng bên ngoài. .

Henri Le Chatelier (Pháp) đã xây dựng nguyên lý nhiệt động lực học này của trạng thái cân bằng chuyển động, sau này được Karl Brown khái quát hóa

Isobar, phương trình đẳng bờ, phản ứng Van't Hoff và phương trình Planck

Hầu như luôn luôn cần thiết để chuyển từ điều kiện phản ứng này sang điều kiện phản ứng khác. Để làm được điều này, bạn cần biết sự phụ thuộc của các hằng số cân bằng vào nhiệt độ và áp suất. Kiến thức về các hằng số cân bằng ở các nhiệt độ và áp suất khác nhau mở rộng khả năng của nhà hóa học quá trình trong việc dự đoán kết quả của quá trình.

Sự phụ thuộc của hằng số cân bằng vào nhiệt độ thu được bằng cách phân biệt đẳng nhiệt của phản ứng với nhiệt độ, với điều kiện áp suất tính bằng k p không phụ thuộc vào nhiệt độ

Chúng tôi nhận được biểu thức

chia tất cả các số hạng của phương trình này cho T, chúng ta biểu thị số hạng dưới dạng d∆G / dT. Chúng tôi thay thế nó trong biểu thức phân biệt của đường đẳng nhiệt

Phương trình kết quả được gọi là đẳng tích của phản ứng Van't Hoff. Một cách tiếp cận hoàn toàn giống nhau được sử dụng trong việc xác định đẳng bờ phản ứng, trong đó sự thay đổi năng lượng Helmholtz được sử dụng, và thành phần của hệ được biểu thị theo nồng độ. Biểu thức isochore có dạng

trong đó ∆Н và ∆U là hiệu nhiệt động nhiệt động.

Để có được sự phụ thuộc của hằng số cân bằng vào áp suất, một phương pháp hơi khác được sử dụng. k P và k c không phụ thuộc vào áp suất. Từ mối quan hệ của các hằng số cân bằng, được biểu diễn theo các cách khác nhau (6), có thể thấy rằng hằng số k n phụ thuộc vào áp suất: k n = к Р ∙ Р -∆ n

Hãy để chúng tôi lôgarit hóa biểu thức này, và sau đó phân biệt nó với P:

Lưu ý rằng d ln đến p / d P = 0 theo giả thuyết; d ln P / d P = 1 / P khi đó ta lấy d ln để N / d P = - ∆n / P; Chúng ta tìm Δn từ phương trình Clapeyron-Mendeleev, viết nó cho hai trạng thái dưới dạng PΔV = ΔnRT. Hãy để chúng tôi biểu diễn ΔV từ điều này, thay thế nó vào biểu thức vi phân cho hằng số cân bằng
k n, ta thu được phương trình Planck biểu thị sự phụ thuộc của hằng số cân bằng vào áp suất

Các phương trình đẳng bờ, đẳng phản ứng và phương trình Planck có giá trị tiên đoán và được các nhà công nghệ quan tâm. Những phương trình này là một đặc trưng định lượng của nguyên lý Le Chatelier về sự dịch chuyển của trạng thái cân bằng. Nguyên tắc này có thể được xây dựng như sau: "Nếu một hệ ở trạng thái cân bằng chịu ảnh hưởng từ bên ngoài, thay đổi bất kỳ điều kiện nào xác định vị trí cân bằng, thì chiều như vậy sẽ tăng lên trong hệ, kết quả của nó sẽ làm yếu đi ảnh hưởng bên ngoài, và vị trí cân bằng sẽ dịch chuyển trong cùng hướng. " Thông thường, các điều kiện xác định vị trí cân bằng là nhiệt độ, áp suất, nồng độ.

Hãy để chúng tôi minh họa ý nghĩa dự đoán của các phương trình suy ra như là một đặc trưng định lượng của nguyên tắc chuyển dịch cân bằng bằng cách sử dụng ví dụ về tổng hợp amoniac: N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3 - ∆H

Chúng tôi viết phương trình isobar

Giả sử rằng hệ thống này được đốt nóng bởi ΔН<0. Правая часть урав­нения изотермы уменьшится (∆Н/RT 2)<0, значит левая часть тоже уменьшится: (d ln к р /d P)<0 (она может уменьшиться за счет уменьшения к р).

Hằng số cân bằng của quá trình tổng hợp amoniac có dạng She

có thể giảm do giảm áp suất của các sản phẩm phản ứng và tăng áp suất của nguyên liệu ban đầu. Điều này có nghĩa là khi bị nung nóng, phản ứng tỏa nhiệt này chuyển sang phía của sự phân hủy thu nhiệt của amoniac. Kết quả này thu được dựa trên phân tích của Van't Hoff isobar. Không khó để chứng tỏ rằng nó đồng ý với dự đoán về nguyên lý của Le Chatelier. Có thể thu được kết quả tương tự bằng cách áp dụng phương trình Planck để phân tích phản ứng này, có tính đến áp suất P nghịch biến với thể tích 1 / V. Học sinh được mời tự mình thực hiện các thao tác này.