⚗️ Хімічна Рівновага
Досліджуйте, як температура, ентальпія, ентропія та початкові концентрації визначають «напрямок» реакції. Спостерігайте за кривою вільної енергії G(Q), анімованими ICE-концентраціями та перевіряйте принцип Ле Шательє в реальному часі.
Термодинаміка
Стехіометрія та конц.
Результати рівноваги
Теорія хімічної рівноваги
Вільна енергія Гіббса та рівновага
При сталих T і p реакційний фактор Q еволюціонує, допоки ΔrG = ΔrG° + RT ln Q = 0, тобто Q = K. Крива G(Q) має мінімум саме при K. При Q < K реакція іде вперед (ΔrG < 0); при Q > K — у зворотному напрямку. K = exp(−ΔG°/RT) показує положення рівноваги.
Принцип Ле Шательє
Якщо систему в рівновазі збурити (додати/видалити реагент або продукт, змінити T або p), вона зміщується для протидії збуренню. Підвищення T зміщує рівновагу в бік ендотермічної реакції. Підвищення тиску зміщує рівновагу в бік меншої кількості молів газу (Δn = c + d − a − b). Додавання інертного газу за постійного об'єму не зміщує рівновагу.
Рівняння ван'т Гоффа
d ln K / dT = ΔH° / RT². Інтегруючи: ln(K2/K1) = −ΔH°/R · (1/T2 − 1/T1). Графік ln K vs 1/T — лінійний із нахилом −ΔH°/R, що дозволяє визначити ентальпію з температурних залежностей — широко застосовується у кінетиці ферментів та проектуванні промислових реакторів.
Kp та Kc
Для газофазних реакцій Kp використовує парціальні тиски (бар), Kc — молярні концентрації (моль/л). Kp = Kc(RT)Δn, де Δn = Σνпродуктів − Σνреагентів. При Δn = 0 обидві константи збігаються. Синтез NH3 за методом Габера (Δn = −2) виграє при підвищенні тиску.