Понятие о химическом равновесии

Во многих случаях продукты химической реакции могут взаимодействовать между собой, образуя исходные вещества. Тогда говорят, что реакция обратима. Классическим примером обратимой реакции является взаимодействие водорода с парами йода в газовой фазе:

Н₂ + I₂ Á 2НI

Если в нагретую до 200 ˚ C колбу ввести смесь водорода с фиолетовыми парами йода, то смесь постепенно светлеет за счёт образования бесцветного йодоводорода HI. Если же, напротив, в такую же колбу впустить только бесцветный йодоводород, в ней постепенно появляется фиолетовая окраска паров йода и можно зарегистрировать образование водорода. Налицо протекание сразу двух взаимно противоположных реакций, то есть реакция йода с водородом обратима.

Строго говоря, все реакции обратимы. Однако скорость обратной реакции может быть столь мала, по сравнению со скоростью прямой, что обратная реакция практически не наблюдаема.

Рассмотрим гомогенную реакцию, уравнение которой записано в общем виде (4.1), протекающую в двух взаимно противоположных направлениях, что обозначается двумя встречными стрелками

Пусть она начинается со смеси исходных веществ, написанных слева. Запишем в соответствии с законом действующих масс выражения для скоростей прямой и обратной реакций химического уравнения (4.1):

	,	(4.2)
	,	(4.3)

где , – константы скорости прямой и обратной реакций; , , , – концентрации реагентов и продуктов. В то же время накапливаются продукты реакции, и скорость обратной реакции, согласно (4.3), растёт.
В конечном итоге наступает такое состояние, когда скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. Дальнейшее изменение состава реакционной смеси прекращается, в системе наступает состояние химического равновесия. Состояние системы химически реагирующих веществ, при котором скорость прямой химической реакции равна скорости обратной реакции, называется химическим равновесием.