Соотношение между различными константами равновесия для газовых систем

Кроме приведенных выше констант равновесия К_Р и К_x, установленных для газовых систем, находящихся при постоянном давлении, рассмотрим константу, описывающую равновесие при постоянном объеме.

Используя уравнение состояния идеального газа в форме

,

парциальное давление в случае постоянного объема газовой фазы можно выразить через молярную концентрацию C_i:

. (7 - 16)

Подстановка правой части выражения (7 - 16) вместо парциального давления в уравнение для химического потенциала дает

.

Объединив все константы, запишем уравнение для химического потенциала при постоянном объеме в традиционной форме

. (7 - 17)

Подстановка выражения (7 - 17) в общее уравнение для химического равновесия приводит к еще одной форме закона действующих масс, применяемой при постоянном объеме

. (7 - 18)

Константа К_С называется константой равновесия при постоянном объеме.

Константы К_Р, К_х и К_С являются основными константами равновесия для идеальных газовых смесей, в которых протекают химические реакции. Найдем соотношения, связывающие их друг с другом, для чего воспользуемся уравнением (7 - 16) и следующим выражением:

(7 - 19)

или

. (7 - 20)

Подставляя в уравнение (7 - 11) вместо P_k правую часть равенства (7 - 20), получим

. (7 - 21)

Обозначив n_bj - n_ai º Dn и приняв во внимание уравнение (7 - 13), получим

. (7 - 22)

Подстановка правой части равенства (7 - 16) вместо P_k в уравнение (7 - 11) приводит к уравнению

. (7 - 23)

Уравнения (7 - 22) и (7 - 23) позволяют связать друг с другом основные константы равновесия для идеальных газов.