где Ар = .■ — константа равновесия, выраженная через равно-РаРв

весные парциальные давления;

—^—соотношение парциальных давлении, при которых р"аРв

газы вступили в реакцию. Но так как согласно уравнению (У.22) Атахр= —ДС, т. е. максимальная работа реакции равна изменению изобарно-изотерм-ного потенциала реагирующих веществ, то

А»* Р = ЯТ (\п Кр - 1п ?Щ.0Л47)

Когда начальные парциальные давления газов совпадают с равновесными, реакция не совершает работы, так как Лтах р = 0. В зави-

симости от соотношении между Кр и реакция может разви-

ваться в прямом или в обратном направлении.

Выражение (У.47), связывающее максимальную работу реакции с константой равновесия и начальными парциальными давлениями реагирующих веществ, называется уравнением изотермы реакции или уравнением изотермы Вант-Гоффа. Согласно этому уравнению максимальная работа может достигать различных значений в зависимости от величины начальных и конечных парциальных давлений реагирующих веществ. Поэтому для оценки химического сродства максимальные работы разных реакций нужно сравнивать при одинаковых начальных и конечных парциальных давлениях реагирующих веществ. Отсюда вытекает понятие нормального сродства.

Уравнение нормального сродства реагирующих веществ можно записать, если положить парциальные давления всех веществ равными единице: рл = Рв ~ Рс — Ро = 1 сип. Тогда

Лтахр= ЯТ\пКр.(У.48)

Или при исходных концентрациях веществ Са*= Св*=Сс= Ср = — 1 моль/л:

Ам = Р,Т\пКс(У.49)

Следует иметь б виду, что расчеты по уравнениям изотермы реакции достаточно точны лишь для идеальных газов или идеальных растворов.

Уравнение изотермы реакции широко применяется в физической 'имии, так как оно позволяет дать количественную оценку химического сродства веществ, а также судить о возможности протекания той или иной реакции. При этом, если результат положительный, вещества могут взаимодействовать друг с другом, если отрицательный,— не взаимодействуют. Если для заданных условий известны величины ДС или ДР3, из уравнения изотермы реакции Можно определить также численные значения константы равновесия.

Пример 16. Будет ли протекать реакция соды с кремнеземом при р = 1 аш и температуре 298° К?

Чтобы ответить на этот вопрос, Следует определить знак максимальной работы реакции Атах.

Запишем уравнение реакции:

№2Ш3 + 5Ю2 = №20 • 5Ю2 + С02. Так как Атахр = —ДО, а согласно выражению (\'.25) ДО = ДЯ —ТД5, то определяем составляющие ДО реакции по уравнениям

А" = (ДСо.5Юг + А"С0,) - (А"ыа2С08 + ^Ю,)!

ДЯ = (З^о-БЮ* + 5СО,) — ^Ыа^СОз + ^Ю,)'

Из термодинамических таблиц для теплот образования и энтропии выбраны следующие значения ДЯ° и 5°:

№2СОэ ДЯ° = —271,6 ккал/моль; 5° = 32,5 кал/г • моль;

БЮа ДЯ° = —209,5 » №20-5Ю2 ДЯ° = —364,6 » С02 ДЯ° = —94,05 »

5° = 10,4 5° = 27,2 5° = 51,1

ДЯ = —364,6 — 94,05 + 271,6 + 209,5 = 22,45 ккал/моль; АБ = 27,2 + 51,1 — 32,5 — 10,4 = 35,4 кал/г • моль.

Так как Атах = —ДО = —ДЯ + Т ДЯ, то Атях = —22 450 + 35,4 • 298 ■■

-11 901 кал/моль.

Таким образом, реакция соды с кремнеземом при р = 1 ат и температуре 298° К протекать не будет, поскольку Атах имеет отрицательное значение.

Влияние давления и температуры на положение химического равновесия. Константа равновесия любой химической реакции имеет постоянное числовое значение при неизменных внешних условиях — давлении и температуре.

Если реакция протекает без изменения числа газовых молекул, то изменение объема или давления не влияет на смещение константы равновесия. Если же реакция сопровождается изменением числа газовых молекул, то с возрастанием давления положение равновесия смещается в сторону уменьшения числа образующихся газовых молекул, а с уменьшением давления — в сторону их увеличения. На примере реакции диссоциации углекислого газа 2С02^2СО + 02 можно заметить, что при заданной температуре увеличение давле-