Изотерма химической реакции.

Уравнение изотермы (или просто изотерма) химической реакции позволяет связать возможное направление химической реакции с исходным составом реагирующих веществ. При исследовании химических процессов чаще пользуются величиной D G, которая является индикатором реакционной способности веществ в процессах при Т, р = const.

Изменение энергии Гиббса в ходе протекания химической реакции между газообразными веществами равно

. (4.12)

При наступлении равновесия в системе , тогда

, (4.13)

где — стандартное изменение энергии Гиббса химической реакции (когда все вещества находятся в стандартных условиях).

Значит,

, (4.14)

, (4.15)

где p _i — начальные (заданные) парциальные давления участников реакции.

Последние уравнения называют уравнениями изотермы химической реакции или уравнениями Вант–Гоффа. Они выражают зависимость D_r G от состава системы, т. е. зависимость между термодинамическим потенциалом реакции D_r G, константой химического равновесия (К_p) и условиями проведения реакции.

По уравнению изотермы химической реакции можно рассчитать изменение энергии Гиббса при соответствующих условиях, т.е. определить возможность, направление и предел протекания самопроизвольного процесса. Чтобы самопроизвольно осуществлялась прямая реакция, изменение энергии Гиббса (D_r G) должно быть отрицательным, а это возможно при условии:

. (4.16)

Если

, (4.17)

то самопроизвольно пойдет обратная реакция.

При установлении равновесия:

, (4.18)

где p _i — равновесные парциальные давления участников реакции.

Аналогичным способом получают выражение для изменения энергии Гельмгольца для процессов, протекающих при T, V = const:

. (4.19)