Изменение давления

Повышение давления (уменьшение общего объема) вызывает смещение равновесия в направлении уменьшения общего количества молей газообразных веществ, т.е. в направлении, приводящем к понижению давления.

При уменьшении давления (увеличении общего объема) равновесие смещается в сторону увеличения количества молей газообразных веществ, т.е. в направлении, приводящем к возрастанию давления.

Рассмотрим, в каком направлении сместится равновесие в системе

CO (г) + Cl₂ (г) «COCl₂ (г),

если при неизменной температуре увеличить давление путем уменьшения объема газовой смеси?

В реакцию вступают 2 моля, а образуется 1 моль газообразных веществ. Прямая реакция при постоянном объеме сопровождается уменьшением давления. Если увеличить общее давление в системе, то согласно принципу Ле Шателье равновесие сместится в сторону прямой реакции.

Это можно доказать расчетами. Скорость прямой реакции равна

= [СО][Сl₂],

скорость обратной реакции равна

= [COCl₂].

При повышении давления объем системы уменьшился, например, в 3 раза. Тогда концентрации всех реагентов увеличатся в 3 раза. При этом скорость прямой реакции увеличивается в 9 раз:

= (3 [CO]) × (3 [Cl₂]) = × 3² [CO][Cl₂] = 9 _.

Скорость обратной реакции увеличивается только в 3 раза:

= (3[СОCl₂]) = 3 [СОCl₂] = 3 .

Таким образом, равновесие этой реакции будет смещаться в сторону накопления СОCl₂ в системе до тех пор, пока не установится вновь состояние химического равновесия.

Для реакций, протекающих без изменения числа молей газообразных веществ, изменение давления (или общего объема) не влияет на химическое равновесие и равновесный состав продуктов.

Для реакции

H₂ (г) + I₂ (г) «2 HI (г)

количество молей газообразных веществ слева и справа от знака равновесия равно. При изменении давления скорости прямой и обратной реакций изменяются одинаково, а их отношение будет оставаться неизменным. В этом случае изменение давления не влияет на положение равновесия.

Рассмотрим влияние разбавления реагирующей смеси инертным газом на химическое равновесие.

1. Если разбавление ведется при постоянных давлении и температуре (изобарно-изотермический процесс), объем системы при накачивании инертного газа увеличивается (он пропорционален количеству вещества n газов, . Следовательно, молярные концентрации и парциальные давления исходных веществ и продуктов реакции уменьшаются (; – число молей i - го исходного вещества, – число молей i - го продукта реакции). Создается эффект уменьшения общего давления, ведущий к смещению равновесия в соответствующем направлении.

2. Если разбавление осуществляется при постоянных объеме и температуре (изохорно-изотермический процесс), то при накачивании инертного газа, например, в автоклав, общее давление возрастает пропорционально увеличению количества вещества газов в системе . При молярные концентрации и парциальные давления исходных веществ и продуктов сохраняются постоянными. В этом случае разбавление инертным газом не влияет на химическое равновесие.