Зависимость между сродством химической реакции и константами равновесия

Из выражений (7 - 5) и (7 - 11) следует

или

(7 - 24)

Уравнение (7 - 24) устанавливает зависимость между константой равновесия и сродством химической реакции для идеальных газов.

Для идеальных и реальных конденсированных систем аналогичные уравнения соответственно имеют следующий вид:

(7 - 25)

(7 - 26)

Уравнения (7 - 24) - (7 - 26) называются уравнениями изотермы химической реакции или уравнениями максимальной работы химической реакции.

Так как сродство имеет смысл максимальной полезной работы реакции при практически неизменном ее составе, то, зная константу равновесия и действующие парциальные параметры (давления, летучести, молярные доли, активности), можно рассчитать, чему равна максимальная полезная работа при количествах превращаемых или образующихся веществ, равных стехиометрическим коэффициентам.

Отметим, что парциальные величины, входящие в уравнения (7 - 24) - (7 - 26), являются действующими (неравновесными), а величины, входящие в уравнения (7 - 11), (7 - 12), (7 - 13) и др., являются равновесными, т.е. отвечающими только условию равновесия.

Если все вещества, вступающие в реакцию и образующиеся в ходе ее, находятся в стандартном состоянии, то сродство, отвечающее этому условию, называется стандартным сродством и как все величины, относящиеся к стандартному состоянию, обозначается А^о.

Напомним, что стандартное давление (а для реальных газовых систем стандартная летучесть) равно 1,01325×10⁵ Па и активности или молярные доли в стандартном состоянии (чистого вещества в устойчивой форме) равны 1. Подстановка этих значений в уравнения (7 - 24) - (7 - 26) приводит к следующим уравнениям для стандартного сродства:

(7 - 27)

(7 - 28)

(7 - 29)

С понятием стандартного сродства связано понятие стандартного изменения энергии Гиббса DG^o, определение которому дается равенством

(7 - 30)

Из уравнений (7 - 27) - (7 - 29) следует

(7 - 31)

(7 - 32)

(7 - 33)