З вищенаведеного рівняння слід
Енергія Гіббса процесу має значення # 916; G 0 = # 916; H - T # 916; S. тоді
якщо # 916; Н і # 916; S не залежить від температури, то похідна константи рівноваги по температурі буде дорівнює:
Це ізобара рівноваги. Вона показує, що константа рівноваги екзотермічної реакції зменшується, а ендотермічної реакції зростає з підвищенням температури. Зі збільшенням абсолютного значення ентальпії реакції і зменшенням температури чутливість константи рівноваги (d (lnKc) / dT) до зміни температури підвищується.
Принцип Ле Шательє
При зміні рівноважних концентрацій вихідних речовин і продуктів реакції шляхом впливу на систему відбувається зміщення хімічної рівноваги. Якщо збільшуються рівноважні концентрації продуктів реакції, то говорять про зміщення рівноваги вправо. Якщо при зовнішньому впливі збільшуються концентрації вихідних речовин, то говорять про зміщення рівноваги вліво.
Характер зсуву рівноваги можна прогнозувати, застосовуючи принцип французького вченого Лешательє:
якщо на систему, що знаходиться в рівновазі, виявляється зовнішній вплив, то рівновага зміщується в тому напрямку, який послаблює зовнішній вплив.
Принцип Ле Шательє випливає з закону діючих мас. Якщо система знаходиться при постійній температурі, то константа рівноваги при зовнішніх впливах залишається постійною. Тому будь-яка зміна рівноважних концентрацій речовин повинно приводити до такої зміни рівноважних концентрацій інших речовин, щоб дотримувалося сталість константи рівноваги.
Розглянемо процес конверсії метану:
Константа рівноваги цього процесу має вигляд:
1. Розглянемо, як впливає зміна концентрацій на зміщення рівноваги. При збільшенні концентрації метану СН4 рівновагу системи порушується, йде пряма реакція. Концентрації продуктів реакції СО2 і Н2 збільшуються, а концентрації Н2 Про зменшується. Процес буде протікати до тих пір, поки не встановиться нова рівновага. Нові рівноважні концентрації компонентів будуть такими, що константа рівноваги не зміниться. Якщо збільшити концентрацію СО2. то за принципом Ле Шательє рівновага зміститься вліво.
2. Якщо в результаті реакції змінюється число молей газоподібних речовин, то змінюється загальний тиск в системі і відбувається зміщення рівноваги. Відповідно до принципу ЛеШателье збільшення загального тиску викликає зміщення рівноваги в бік зменшення числа молей газоподібних речовин, тобто в сторону зменшення тиску. Для даної реакції збільшення тиску повинно зміщувати рівновагу вліво (зліва-3 благаючи, праворуч - 5 молей).
3. Зі збільшенням температури рівновага зміщується в бік ендотермічних реакцій, тобто реакцій протікають з поглинанням теплоти, зниження - в сторону екзотермічніреакцій.
Отже, принцип Ле Шательє дозволяє створювати такі умови протікання реакції, які забезпечують максимальний вихід продуктів реакції.