Влияние давления - Химическая кинетика, равновесия, термодинамика

Существенно, прежде всего, для реакций с участием газов. Снижение давления ведет к увеличению объема и уменьшению концентраций всех газов, после чего можно повторить все рассуждения из предыдущего параграфа, заменяя раствор на газ, а растворенные частицы на газовые молекулы. При уменьшении общего давления равновесие смещается в сторону большего числа газовых молекул, а при росте давления - наоборот, в сторону меньшего числа газовых молекул. Естественно, что жидкие и твердые вещества в этих подсчетах не участвуют, т. к. их объем ничтожен в сравнении с объемом газов. Вывод не зависит от того, выражена константа равновесия через концентрации или через парциальные давления. Если повышено общее давление, а количества веществ не изменились, то пропорционально вырастут парциальные давления всех газов, и если сумма коэффициентов при газах неодинакова в левой и правой частях уравнения, то равновесие нарушится, и реакция пойдет в сторону меньшего числа молекул газов.

Если в равновесии не участвуют газы, то небольшие изменения давления практически не влияют на равновесие, поскольку изменения объема в таких конденсированных системах на 3-5 порядков меньше. Но при высоких давлениях (104-106 атм, т. е. 1-100 ГПа) и эти малые изменения объема становятся существенными. Поэтому более общая формулировка: при повышении давления равновесие смещается в сторону веществ, занимающих (при одинаковом давлении) меньший объем: в сторону меньшего числа газовых молекул, а если нет газов - то в сторону более плотных твердых или жидких веществ.

Алмаз плотнее графита, поэтому при достаточно высоком давлении возможно самопроизвольное превращение графита в алмаз. Этот процесс был сначала предсказан теоретически, а потом реализован в лабораторных и промышленных условиях, и сейчас технические алмазы производятся в больших количествах. В природе алмаз образуется в недрах земли, где существуют высокие давления, а вынос его на поверхность - большая редкость.

Упражнение: зная, что лед плавает в воде, предскажите, как изменится температура замерзания воды при повышении давления.

Похожие статьи




Влияние давления - Химическая кинетика, равновесия, термодинамика

Предыдущая | Следующая