РІВНЯННЯ ІЗОХОРИ Й ІЗОБАРИ ХІМІЧНОЇ РЕАКЦІЇ.

Продиферинцуємо рівняння ізотерми хімічної реакції (4.15) по температурі:

,

. (26)

Підставимо отриману похідну в рівняння Гіббса – Гельмгольца

і після скорочення подібних членів одержимо співвідношення:

, (27)

що устанавлюває зв'язок між зміною константи рівноваги з температурою й тепловим ефектом реакції, що протікає при постійному тиску. Це співвідношення називають рівнянням ізобари хімічної реакції або ізобарою Вант-Гоффа.

Для процесів, що протікають при постійному об'ємі, можна за аналогією одержати рівняння ізохоры хімічної реакції або ізохоры Вант-Гоффа:

. (28)

Рівняння (27) і (28) у диференціальній формі виражають зміна константи рівноваги з температурою й називаються рівняннями Вант-Гоффа. Згідно із цими рівняннями вплив температури на константу рівноваги визначається знаком ентальпії реакції D_rН або зміною внутрішньої енергії D_rU. Наприклад, при проведенні реакції в умовах сталості тиску:

якщо D_rН < 0 (екзотермічна реакція), то підвищення температури зменшує величину К_Р (мал. 1), зміщаючи рівновагу реакції вліво, тобто убік утворення вихідних речовин;

Рис. 1. Вплив температури на величину константи

рівноваги хімічної реакції.

Для кількісної оцінки впливу температури на константу рівноваги рівняння ізобари (ізохори) (27) і (28) необхідно інтегрувати в необхідному інтервалі температур (наприклад, уважаючи тепловий ефект у цьому інтервалі температур постійним і рівним стандартному). Після інтегрування одержуємо наступне рівняння:

, (29)

де й – константи рівноваги при T₁ і T₂, – середній тепловий ефект реакції в інтервалі температур від Т₁ до Т₂. На підставі рівняння (29) можна також розрахувати константу рівноваги при будь-якій температурі, якщо відомі тепловий ефект хімічної реакції і константа рівноваги при якій-небудь одній температурі.