Константа рівноваги показує відношення концентрацій (парціальних тисків, мольних часток) кінцевих та вихідних речовин і за її величиною судять про ступінь перетворення вихідних речовин у продукти, одержання яких є кінцевою метою металургійних процесів.
Розглянемо приклади визначення виходу продуктів для різних типів реакцій.
Гомогенною називається реакція, в якій всі реагуючі речовини знаходяться в однаковому агрегатному стані, наприклад,
СО(г) + Н2О(г) = СО2(г) + Н2(г).
Константа рівноваги цієї реакції визначається рівненням
(6.8)
і її значення при 298 К дорівнює приблизно 1×105.
Щоб знайти рівноважні парціальні тиски реагуючих речовин складемо табл. 6.1, в якій визначимо число моль реагуючих речовин в різні моменти реакції. Число моль взятих для реакції речовин може бути довільним. Для спрощення розрахунків візьмемо по 10 моль СО і Н2О.
Таблиця 6.1
Співвідношення кількості моль реагуючих речовин у різні моменти реакції
Число моль в системі
СО
Н2О
СО
Н2
Взято для реакції
-
-
Утворилось при реакції
-
-
´
´
Прореагувало
´
´
-
-
Залишилось у стані рівноваги
10-´
10-´
´
´
Загальна кількість моль реагуючих речовин у стані рівноваги дорівнюватиме
åni = 10-´ + 10-´ + ´ + ´ = 20,
а парціальні тиски кожної з реагуючих речовин становитимуть:
;
;
;
.
Підставивши рівноважні тиски речовин в рівняння (6.8), визначимо кількість моль прореагувавших речовин (х):
;
;
;
;
.
Отже, реакція при 298 К протікає на 100%, бо з 10 моль початкових речовин усі 10 моль перетворились в продукти реакції.