Константа равновесия

Характерной гомогенной обратимой реакцией является синтез аммиака.

3H₂ + N₂ 2NH₃

k₁ и k₂ – константы скоростей прямой и обратной реакций соответственно. Запишем выражения для скоростей прямой и обратной реакций:

[N₂] и [H₂] – концентрации азота и водорода в состоянии равновесия, т.е. равновесные концентрации.

.

В начальный момент времени u_обр = 0, т.к. [NН₃]= 0. По мере увеличения концентрации аммиака и уменьшения концентраций исходных веществ u_пр уменьшается, а u_обр увеличивается. В определенный момент времени наступает динамическое равновесие, т.е. u_пр = u_обр и . Отношение констант скоростей прямой и обратной реакции называется константой равновесия. Она равна произведению концентраций продуктов реакций в степенях их стехиометрических коэффициентов. Деленному на произведение концентраций исходных веществ, также в степенях их стехиометрических коэффициентов.

Рассмотрим случай обратимой гетерогенной реакции:

СО_2(г) + С_(тв) 2СО.

В реакторе лежит уголь, над которым пропускают СО₂. СО₂ взаимодействует с верхним слоем угля, при этом открывается следующий слой угля, т.е. концентрация атомов углерода не меняется:

[C] = const, = const = k₁,

.

u_пр = u_обр и .

Концентрация твердых фаз не входит в выражение для константы скорости.