ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ, термодинамическое равновесие в системе, между компонентами которой происходят химический реакции. Для данной реакции где А_i - исходные реагенты; В_j - продукты; v_i и v_j - их стехиометрич. коэффициенты соответственно, ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. достигается при условии:

гдеи- химический потенциалы соответственно исходных реагентов и продуктов.
Условие ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. может быть выведено из любого условия термодинамического равновесия, в частности из условия минимума энергии Гиббса системы dG_T,p = 0 при постоянных абс. температуре Т и давлении р.
К условию ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. (1) добавляется требование постоянства температуры и давления по всему объему системы (в случае гетерогенных реакций для ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. необходимо, чтобы температура и давление были одинаковы во всех фазах системы).
В состоянии ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. система характеризуется константой равновесия К_а , выражающей для реакций в растворах соотношение между активностями а_Аi исходных реагентов и активностями а_Bj продуктов:

(П - знак произведения). В случае идеальных растворов вместо активностей компонентов используют их молярные доли x_i. Для реакций в газах активности веществ заменяют летучестями (константа равновесия K_f); если реагирующую систему можно считать идеальной газовой смесью, вместо летучестей возможно применение парциальных давлений компонентов (константа равновесия К_р). Для идеальных систем соотношение (2) называют действующих масс законом.
Помимо термодинамическое определения ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р., которое выражается соотношением (1), существует и кинетическая определение: ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. устанавливается при условиях, когда скорость прямой реакции (исходные реагентыпродукты) v становится равной скорости обратного превращения (продукты исходные реагенты) v_-1. Константа равновесия

где k₁ и k_-1 - константы скорости прямой и обратной реакций соответственно Кинетич. определение подчеркивает динамич. характер ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р.: при его достижении реакции в системе не прекращаются. Если в системе происходят несколько связанных между собой химический реакций, кинетическая определение ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. (3) выполняется, когда справедлив детального равновесия принцип, т. е. для каждой из реакций достигается равенство скоростей в прямом и обратном направлениях. Например, если в системе протекает циклический превращение

и (термодинамическое условие ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р.), то обязательно (кинетическая определение).
Отклонение от ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. сопровождается изменением состава системы и может быть выражено химическим сродством реакции А. Устойчивость ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. определяется условием:

где - степень полноты реакции, равная отношению изменения числа молей n_j, любого из участвующих в реакции веществ к его стехиометрич. коэффициент v_j.
Для некоторых неравновесных систем может быть использовано понятие локального ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р., которое устанавливается в малом объеме системы и соответствует локальным значениям температуры, давления, химический потенциалов компонентов.
Важной практическое задачей является термодинамическое расчет ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р., т. е. определение равновесных составов системы. В современной компьютерных программах такой расчет, как правило, выполняется путем прямой минимизации энергии Гиббса системы без использования констант равновесия. Для идеальных систем результатом расчетов являются концентрации химический веществ в состоянии равновесия, для реальных систем мат. определение концентрации требует дополнительно знания коэффициент активности (или летучести).

Литература см. при ст. Химическая термодинамика.

М. В. Коробов.

Химическая энциклопедия. Том 5 >> К списку статей