Хімічна рівновага — Динамічність

Динамічність

За сталих T і p рівноважний склад відповідає мінімуму Gibbs-енергії за дозволених матеріальних балансів. Якщо склад трохи зсунути, знак ΔG реакції визначає, у який бік система прагне повернутися. Ця картина пояснює Q і K без антропоморфного “система протидіє змінам”. Додавання реагента змінює Q; система еволюціонує, поки знову не досягне Q=K. Каталізатор не змінює положення мінімуму, а лише шлях і швидкість наближення. Саме тому рівноважну задачу треба відділяти від кінетичної: однаковий K може поєднуватися з дуже різним часом установлення рівноваги.

Q і K

У системі з чистою твердою або рідкою фазою її активність у стандартному описі приймають за одиницю. Тому тверда речовина може не входити явно у формулу K, хоча фізично має бути присутня. Додавання більшої маси такого твердого тіла не змінює рівноважні парціальні тиски чи концентрації, доки фаза вже існує; змінюється лише запас речовини. Це важливий контрприклад до механічного твердження “додали реагент — рівновага завжди змістилась”. Потрібно дивитися, чи змінюється Q, а не лише список речовин у посудині.

Вільна енергія

Якщо Q Розв’язання До продуктів, доки Q не стане рівним K.

Le Chatelier

Хімічна рівновага — динамічний стан, у якому середні швидкості прямої та зворотної реакцій рівні. Макроскопічний склад стабільний, але молекулярні перетворення тривають. Константа K описує положення рівноваги за заданої температури.

Динамічність

Рівновага не означає зупинку. Молекули продовжують переходити в обох напрямках, але середні потоки взаємно компенсуються.