Равновесие в однородной системе
Равновесие в однородной системе — это состояние химического равновесия, при котором прямая и обратная реакции идут с одинаковыми скоростями, а все реагирующие вещества находятся в одной фазе.
Главные особенности
Однородная система состоит из веществ, находящихся в одном агрегатном состоянии: например, все вещества могут быть газами или растворёнными веществами. В отличие от гетерогенного равновесия, здесь участники реакции не разделены границей фаз.
- равновесие устанавливается только в обратимой реакции;
- оно возможно в закрытой системе при постоянных условиях;
- равенство скоростей не означает равенство концентраций веществ;
- при изменении температуры, давления или концентрации равновесие может сместиться.
Условие и константа равновесия
Для реакции \(aA+bB\rightleftharpoons cC+dD\) состояние равновесия характеризуется постоянной величиной — константой равновесия. Для однородной системы её выражают через равновесные концентрации веществ.
Квадратные скобки обозначают равновесные концентрации, а показатели степеней равны коэффициентам в уравнении реакции. При данной температуре \(K_c\) имеет постоянное значение для конкретной реакции.
В реакции \(\mathrm{H_2+I_2\rightleftharpoons 2HI}\) все вещества — газы, поэтому система однородная. В равновесии водород и йод продолжают образовывать иодистый водород, а он одновременно разлагается; скорости обоих процессов равны.
Что происходит со скоростями прямой и обратной реакций в равновесии?
Равенство скоростей прямой и обратной реакций не означает равенства количеств или концентраций всех веществ. Состав зависит от природы веществ, температуры и начальных условий.
Кратко
- В однородном равновесии все участники находятся в одной фазе.
- Равновесие динамическое: скорости прямой и обратной реакций равны.
- Константа \(K_c\) выражается через равновесные концентрации и при постоянной температуре неизменна.