Вплив вихідного складу системи на напрямок перебігу

Якщо в системі перебігає хімічний процес (1.1), то при та

,

(2.7)

де – початкові нерівноважні парціальні тиски, які мають гази у початковий момент, коли система не перебуває у стані рівноваги (< 0); – рівноважні парціальні тиски, які мають гази при досягненні стану рівноваги (= 0).

Позначимо , , отримаємо

,

(2.8)

Рівняння (2.8) називається рівнянням ізотерми хімічної реакції.

Аналіз рівняння (2.8):

1. Якщо < , то < 0; можливий самочинний процес у прямому напрямку при заданих нерівноважних парціальних тисках.

2. Якщо > , то > 0; реакція відбувається самочинно у зворотньому напрямку;

3. Якщо = , то = 0; система знаходиться у стані рівноваги.

Таким чином, рівняння ізотерми дають унікальну можливість впливати на напрям перебігу процесу шляхом зміни вихідних парціальних тисків або концентрацій з метою досягнення максимального виходу продуктів реакції.

Приклад 21. Для процесу NiO_(α) + H_2(г.) → Ni_(α) + H₂O_(г.) при Т = 800 ⁰С нерівноважні парціальні тиски водню та води складають та відповідно. Визначити напрямок перебігу процесу.

Розв’язок.

Оскільки < 0, то процес перебігає в прямому напрямку.