304

A HibUl. IM1U.1 .Vvu r„, r ), buui :uO

ISBN D4H1II ł-7. © l>. »N TOS >«}

30A 10 RÓWNOWAGI CHEMICZNE I RÓWNOWAGI FAZOWE

Rozwijając dalej analogię do kuli. możemy powiedzieć, że minimum entalpii swobodnej, a więc stan równowagi, osiągamy wtedy, gdy

(10.8)

Po podstawieniu szczegółowych wartości zamiast H\,. fiu. i Usu. znajdujemy na podstawie równań (10.7) i (10 8):

~l^ls. — A*I In .t_N, — 3/i|T. — 3/f 7 In ,t||. + + IR I In t.vn, = 0

r²

^XNII.

>«£ + ^h. - 2Mm|,

•^XN: ' ^XH-

(10.9)

Przy zachowaniu stałej temperatury i stałego ciśnienia w układzie prawa część równania (10.9) jest wartością stałą i zamiast niej możemy napisać In A',. przy czym K, - const:

•^xii, '

= In A",

= K.

(10.10)

v^:

•NHj

^Vll; • -*N_:

Równanie to jest szczególnym przypadkiem bardziej ogólnego prawa zwanego prawem działania mas. któie będzie omówione szerzej w następnym paragrafie Stała K, nosi nazwę stałej równowagi Na początku naszego rozumowania przyjęliśmy, że w układzie zachowującym stalą temperaturę i stałe ciśnienie obecny był duży nadmiar wodoru i azotu w stosunku do amoniaku. W miarę jak układ zdążał do stanu równowagi, tj. w miarę jak następowało łączenie się obu pierwiastków, ułamki molowe ' •*«, malały. ułamek molowy amoniaku. .tvn,. wzrastał. Gdybyśmy przed dojściem układu do stanu równowagi obliczyli iloraz ,

*U

jego wartość byłaby mniejsza od wartości stałej równowagi K,. Oczywiście można z łatwością przygotować mieszaninę azotu, wodom i amoniaku zawierającą taki nadmiar tego ostatniego składnika, że wartość ilorazu będzie większa od stałej równowagi AT,. Układ taki również nic będzie się znajdować w stanie równowagi, osiągnie ją dopiero wówczas, gdy stężenie amoniaku zmaleje, a stężenia wodoru i azotu na tyle wzrosną, by spełnione zostało równ. (10.10). W układzie takim zachodzić musi samorzutny rozkład amoniaku:

2NH, - 3H. + N.

Jak 7. tego wynika, w mieszaninie wodoru, azotu i amoniaku może zachodzić, zależnie od warunków, zarówno teakcja tworzenia, jak i rozpadu amoniaku Obydwie te