Изотерма химической реакции

Изотерма химической реакции (изотерма Вант-Гоффа) – это уравнение показывающее связь энергии Гиббса (Δ G, при Р=const.) или энергии Гельмгольца (Δ F, при V=const.) с константой равновесия при постоянной температуре.

Из уравнения Аррениуса (6.7.3) следует, что константа скорости пропорциональна , тогда константа равановесия К_Р будет пропорциональна . Учитывая энтропийный фактор, можно записать, что при постоянном давлении:

Δ G = -RTlnK_p (6.12)

Аналогичное уравнение при постоянном объеме

Δ F = -RTlnK_v (6.13)

Оба эти соотношения получили название изотермы химических реакций и имеют большое значение для расчетов термадинамических и кинетических параметров.

Рассмотрим возможные значения параметров этих уравнений для различных реакций.

1. Равновесие в реакции смещено вправо, K_p> 1, тогда при данной температуре Δ G< 0.

2. Равновесие в реакции смещено влево, K_p< 1, тогда при данной температуре Δ G> 0.

3. Равновесие в реакции установилось посередине (концентрации исходных веществ и продуктов одинаковые), K_p=1, тогда при данной температуре G=0.

Уравнения изотермы Вант-Гоффа позволяют рассчитать максимальную работу химической реакции и тем самым определить возможность её самопроизвольного протекания в каких-либо конкретных условиях (при температуре Т и концентрациях реагентов c_i или парциальных давлениях p_i).