Izoterma reakcji

Izoterma reakcji (izoterma van ’t Hoffa) – zależność powinowactwa chemicznego reakcji (A) od stałej równowagi reakcji (K) i rzeczywistych stężeń substratów i produktów reakcji w środowisku reakcji oraz warunków fizycznych (np. ciśnienia i temperatury)[1][2][3].

W przypadku reakcji chemicznej, przebiegającej w temperaturze T, opisanej ogólnym równaniem[1][2][3]:

a A + b B ⇌ c C + d D

izoterma van ’t Hoffa ma postać:

gdzie:

– stężenia molowe reagentów (A, B, C i D),
– stała równowagi (analogiczny iloraz stężeń reagentów w stanie równowagi),
– stała gazowa.

Powinowactwo chemiczne (A) jest wyrażane w warunkach T,p = const przez zmianę entalpii swobodnej Gibbsa (ΔG, potencjał izotermiczno-izobaryczny), a w warunkach T,v = const przez zmianę energii swobodnej Helmholtza (ΔF, potencjał izotermiczno-izochoryczny)[1][2][3].

Przedstawiona forma równania izotermy odnosi się do reakcji w rozcieńczonych roztworach. W przypadku reakcji w roztworach stężonych zamiast stężeń stosuje się ich aktywności, a w przypadku reakcji gazowych – ich ciśnienia cząstkowe.

Izoterma reakcji umożliwia przewidywanie kierunku reakcji chemicznej (biegnącej samorzutnie w taką stronę stanu o najniższej energii)[2][3]. Nie określa szybkości tych reakcji – zagadnień kinetyki reakcji dotyczy empiryczna „reguła van ’t Hoffa” oraz równanie Arrheniusa.

Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ a b c Chemia. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1993, s. 313, 581, seria: Encyklopedia techniki. ISBN 83-204-1312-5.
  2. ↑ a b c d Józef Szarawara: Termodynamika chemiczna. Warszawa: WNT, 1969, s. 54–57,270–274.
  3. ↑ a b c d Stanisław Bursa: Chemia fizyczna. Wyd. Wyd. 2 popr. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1979, s. 468–477. ISBN 83-01-00152-6.