Біосистеми відносяться до відкритого типу термодинамічних систем. Для відкритих: # 8710; S = # 8710; Si + # 8710; Se. де # 8710; Si - зміна ентропії, обумовлене незворотними процесами в системі, # 8710; Se - зміна ентропії, викликане взаємодією систем із зовнішніми тілами.
Теорема Пригожина. в стаціонарному стані швидкість виникнення ентропії внаслідок незворотних процесів має мінімальне значення при даних умовах dSi / dt → min
Принцип Ле-Шательє. якщо на систему, що знаходиться в стійкому рівновазі, впливати ззовні, змінюючи будь-яка з умов рівноваги (температура, тиск, концентрація, внешнееелектромагнітное поле), то в системі посилюються процеси, спрямовані на компенсацію зовнішнього впливу.
Вплив температури залежить від знака теплового ефекту реакції. При підвищенні температури хімічна рівновага зміщується в напрямку ендотермічної реакції, при зниженні температури - в направленііекзотерміческой реакції. У загальному ж випадку при зміні температури хімічна рівновага зміщується в бік процесу, знак зміни ентропії в якому збігається зі знаком зміни температури. Залежність константи рівноваги від температури в конденсованих системах описується рівнянням ізобари Вант-Гоффа:
в системах з газовою фазою - рівнянням ізохорами Вант-Гоффа
У невеликому діапазоні температур в конденсованих системах зв'язок константи рівноваги з температурою виражається наступним рівнянням:
Наприклад, в реакції синтезу аміаку
тепловий ефект в стандартних умовах становить +92 кДж / моль, реакція екзотермічна, тому підвищення температури призводить до зміщення рівноваги в бік вихідних речовин і зменшення виходу продукту.
Тиск істотно впливає на стан рівноваги в реакціях за участю газоподібних речовин, що супроводжуються зміною обсягу за рахунок зміни кількості речовини при переході від вихідних речовин до продуктів:
При підвищенні тиску рівновагу зсувається в напрямку, в якому зменшується сумарна кількість молей газів і навпаки.
У реакції синтезу аміаку кількість газів зменшується вдвічі: N2 + 3H2 ↔ 2NH3
Значить, при підвищенні тиску рівновагу зміщується в бік утворення NH3. про що свідчать наступні дані для реакції синтезу аміаку при 400 ° C:
Введення в реакційну суміш або освіту в ході реакції інертних газів діє так само, як і зниження тиску, оскільки знижується парціальний тиск реагують речовин. Слід зазначити, що в даному випадку в якості інертного газу розглядається газ, який не бере участі в реакції. У системах зі зменшенням кількості молей газів інертні гази зміщують рівновагу в бік вихідних речовин, тому в виробничих процесах, в яких можуть утворюватися або накопичуватися інертні гази, потрібно періодична продувка газоводів.
Вплив концентрації на стан рівноваги підпорядковується наступним правилам:
§ При підвищенні концентрації одного з вихідних речовин рівновага зміщується в напрямку утворення продуктів реакції;
§ При підвищенні концентрації одного з продуктів реакції рівновагу зсувається в напрямку утворення вихідних речовин.