Время реакции

Рис. 6.2. Зависимость скоростей прямой и обратной реакций

от времени их протекания.

В обратимой системе, находящейся в состоянии равновесия, концентрации всех участников процесса называются равновесными концентрациями, так как при этом постоянно и с одинаковой скоростью протекают как прямая, так и обратная реакции.

Количественную характеристику химического равновесия можно вывести, используя соответствующие кинетические уравнения:

V _прям = V _обр,

Так как константы скоростей реакций при фиксированной температуре постоянны, то будет постоянным и отношение

,

называемое константой химического равновесия. Приравнивая правые части кинетических уравнений для прямой и обратной реакций можно получить:

,

где K_р - константа химического равновесия, выраженная через равновесные концентрации участников реакции.

Константа химического равновесия представляет собой отношение произведения равновесных концентраций продуктов реакции к произведению равновесных концентраций исходных веществ в степенях их стехиометрических коэффициентов.

Например, для обратимой реакции

2NO_2(г) N₂O_4(г)

выражения для константы равновесия имеет вид:

.

Если в процессе химического превращения участвуют две или несколько фаз, то в выражении для константы равновесия следует учитывать только те из них, в которых происходят изменения концентраций реагентов. Например, в выражение для константы равновесия для системы

CaCO_3(т) CaO_(т) + CO_2(г)

твердые вещества не включаются

К_р = [CO₂].

Константа равновесия K_p - количественная мера способности реакции протекать «слева - направо» при заданном способе написания стехиометрического уравнения реакции. Константа равновесия показывает, во сколько раз прямая реакция идет быстрее обратной при одинаковой температуре и концентрациях, равных 1 моль/л.