За формулою (9.4) розраховуємо зміну вільної енергії Гіббса у хімічній реакції

DG⁰_х.р = 2DG⁰₂₉₈(HI) - DG⁰₂₉₈(I₂) - DG⁰₂₉₈(Н₂);

DG⁰_х.р = 2 × 1, 3 - 0 - 0 = 2, 6 (кДж).

Знаходимо константу рівноваги процесу за стандартних умов:

Задача 10. Як зміститься стан рівноваги у реакціях:

а) Н₂S H₂ + S, D H ⁰_х.р = 21, 0 кДж, якщо підвищити температуру;

б) FeCl₃ + 3KCNS Fe(CNS)₃ + 3KCl, якщо збільшити концентрацію

FeCl₃;

в) 2SO_2(г) + O_2(г) 2SO_3(г), якщо підвищити тиск у системі.

Як впливатиме введення каталізатора на стан хімічної рівноваги цих реакцій?

Розв’язання:

а) Зі зростанням температури збільшаться швидкості і прямої, і зворотної реакцій, але не однаковою мірою. Це пояснюється тим, що вони мають різні температурні коефіцієнти швидкості реакції. Згідно з принципом Ле Шательє, зростання температури зміщує рівновагу в напрямі ендотермічної реакції, тобто у напрямі того процесу, внаслідок якого теплота буде поглинатися.

Оскільки подана реакція ендотермічна (D Н ⁰_х.р > 0), підвищення температури змістить рівновагу в бік прямої реакції;

б) Збільшення концентрації однієї з реагуючих речовин зміщує рівновагу в бік тієї реакції, під час проходження якої ця речовина витрачається. Для заданого процесу збільшення концентрації вихідної речовини FeCl₃ змістить рівновагу в напрямі прямої реакції;

в) Підвищення тиску зміщує хімічну рівновагу в бік реакції, де тиск системи зменшується, тобто реакція проходить зі зменшенням кількості молів газів.

Для реакції 2SO_2(г) + O_2(г) 2SO_3(г) підвищення тиску в системі зміщує рівновагу в бік прямої реакції, оскільки кількість газоподібних продуктів реакції (2 моль SO₃) менша, ніж кількість газоподібних вихідних речовин (2 моль SO₂ та 1 моль O₂).

Введення каталізатора сприяє прискоренню прямої та зворотної реакцій однаковою мірою, тому каталізатор не зміщує стан хімічної рівноваги, а тільки прискорює момент його досягнення.