24
HEMIJSKA RAVNOTEŽA
Hemijske reakcije: nepovratne, povratne i oscilatorne.
Povratne reakcije se odigravaju do uspostavljanja hemijske ravnoteže:
1.
stanje ravnoteže sistema se ne menja pri nepromenjenim spoljašnjim
uslovima;
2.
ako spoljašnji uslovi izazovu promenu ravnoteže, ravnoteža se po
prestanku dejstva ovih spoljašnjih uslova spontano vra
ć
a u po
č
etno stanje;
3.
ravnoteža ima dinami
č
ki karakter;
4.
ravnotežnom stanju se može pri
ć
i kako sa strane reaktanata, tako i sa
strane produkata;
5.
promena Gibsove energije u izobarno-izotermskim (ili Helholmcove
energije izohorno-izotermskim) procesima je minimalna.
KONSTANTA RAVNOTEŽE
1
1
k
k
A
B
C
D
−
→
+
+
←
gde su
1
k
i
1
−
k
−
konstante brzine odgovaraju
ć
ih reakcija.
Ravnoteža je uspostavljena kada su brzine reakcije u oba smera jednake:
d
d
d
d
A
A
C
C
t
t
→
←
=
gde strelica ozna
č
ava smer odigravanja reakcije.
25
Brzine hemijskih reakcija srazmerne su aktivnim masama, odnosno
koncentracijama komponenata koje reaguju (zakon o dejstvu masa,
Guldberg i Waage, 1863):
1
1
d
d
d
d
i
d
d
d
d
A
A
A
A
A
B
C
D
C
C
C
C
k C C
k C C
t
t
t
t
→
←
−
= −
=
=
=
C
A
, C
B
, C
C
, C
D
ozna
č
avaju koncentracije reaktanata A i B i produkata C i D.
U stanju ravnoteže:
1
1
A
B
C
D
k C C
k C C
−
=
odnosno:
1
1
C
D
A
B
C C
k
K
k
C C
−
= =
K
−
konstanta ravnoteže na datoj temperaturi, jednaka je odnosu konstanti
brzina direktne i povratne reakcije.
Ako u reakciji u
č
estvuje ve
ć
i broj molova reaktanata i produkata:
1
1
k
A
B
C
D
k
A
B
C
D
ν
ν
ν
ν
−
→
+
+
←
tada je izraz za zakon hemijske ravnoteže:
C
D
A
B
C
D
A
B
C
C
K
C
C
ν
ν
ν
ν
=
Uopšteni prikaz hemijske reakcije:
0
i
i
i
v A
=
∑
i
ν
- stehiometrijski koeficijenti reaktanata i proizvoda (pozitivan predznak
za produkte a negativan za reaktante)
i
A
- hemijske supstance (reaktanti i produkti).
Uopšteni zapis zakona hemijske ravnoteže:
(
)
i
i
A
i
K
C
ν
=
∏
27
0
0
0
0
0
0
0
0
ln
ln
ln
ln
(
)
(
)
0
C
D
A
B
C
D
A
B
A
A
B
B
C
C
D
D
P
P
P
P
RT
P
P
P
P
+
−
+
=
=
+
−
+
=
ν
ν
ν
ν
ν µ ν µ
ν µ ν µ
0
0
0
0
0
0
0
0
ln
(
)
(
)
D
C
A
B
C
D
A
A
B
B
C
C
D
D
A
B
P
P
P
P
RT
P
P
P
P
ν
ν
ν
ν
ν µ
ν µ
ν µ
ν µ
=
+
−
+
Vrednost na desnoj strani jedna
č
ine je konstantna vrednost na odre
đ
enoj
temperaturi (promena standardne Gibsove energije reakcije,
0
G
−∆
):
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
ln
ili ln
C
C
D
D
A
B
A
B
C
C
D
D
A
B
A
B
P
P
P
P
P
P
P
P
G
RT
G
RT
P
P
P
P
P
P
P
P
ν
ν
ν
ν
ν
ν
ν
ν
∆
= −∆
= −
RT
G
0
∆
= const (za datu temperaturu), tako da je i odnos ravnotežnih
parcijalnih pritisaka produkata i reaktanata na datoj temperaturi konstantan i
predstavlja standardnu konstatu ravnoteže
0
K
,
0
0
ln
G
RT
K
∆
= −
, pa je:
0
0
0
0
0
C
D
A
B
C
D
A
B
P
P
P
P
K
P
P
P
P
ν
ν
ν
ν
=
0
0
i
i
i
P
K
P
ν
=
∏
gde je
i
P
−
parcijalni pritisak datih komponenata.
