Химическое равновесие: условия, константа, смещение, связь с ΔG°

• Химическое равновесие: υ_прям = υ_обр, ΔG = 0.
• Термодинамическое условие: ΔG = 0; кинетическое: равенство скоростей.
• Принцип Ле-Шателье: смещение равновесия при изменении T, P, концентрации.
• Константа равновесия K = [продукты]^стех / [реагенты]^стех (для гомогенных).
• В гетерогенных реакциях твердые/жидкие чистые вещества не входят в K.
• ΔG° = –RT ln K.

Химическое равновесие — динамическое состояние обратимой реакции, при котором скорости прямой и обратной реакций равны, а концентрации реагентов и продуктов остаются постоянными во времени.

Термодинамическое условие равновесия: ΔG = 0 (минимум энергии Гиббса). Кинетическое условие: υ_прям = υ_обр.

В изолированных системах (нет обмена ни веществом, ни энергией) равновесие достигается при постоянстве внутренней энергии и энтропии. В закрытых системах (обмен энергией возможен) равновесие устанавливается при постоянных T и P.

Принцип Ле-Шателье: если на равновесную систему воздействовать внешним фактором, равновесие смещается в сторону, ослабляющую это воздействие. Например, повышение T смещает равновесие в сторону эндотермической реакции; увеличение P — в сторону меньшего числа молей газов; увеличение концентрации реагента — в сторону продуктов.

Константа равновесия K для гомогенной реакции aA + bB ⇌ cC + dD: K = [C]^c[D]^d / ([A]^a[B]^b). Для гетерогенных реакций концентрации твердых и жидких (чистых) веществ принимаются равными 1 и не входят в выражение K.

Связь K с стандартной энергией Гиббса: ΔG° = –RT ln K. Если K > 1, ΔG° < 0 (реакция спонтанна в прямом направлении); если K < 1, ΔG° > 0 (спонтанна обратная реакция).