Вплив вихідного складу системи на напрямок перебігу
хімічного процесу. Рівняння ізотерми хімічної реакції
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) + H2(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.