Как мы уже знаем, процесс обращения исходных веществ в продукты реакции описывается u химической реакции, рассмотрим и мы обратимый процесс с этой позиции.
Представим химическую реакцию в общем виде: mA + nB Þ pC + qD
Исходя из закона действующих масс, напишем выражения для u прямой и обратной р-ии:
uПР=К1[A]m[B]n; uобр=К2[C]p[D]q
где: К1 – константа скорости прямой, а К2 – константа скорости обратной реакции.
В начале реакции когда концентрации исходных веществ значительно больше концентраций продуктов реакции uПР >>> uобр. С течением времени [A] и [B]уменьшаются, а [C] и [D]увеличиваются Þ uПР, а uобр¯. Наконец, наступает такое состояние, когда скорости прямой и обр-й р-ии уравниваются. uПР = uобр. Т.е. количество веществ А и В израсходованное в ед. времени восполняется тем же количеством в результате протекания обратной реакции. Концентрации веществ перестают изменяться – устанавливается химическое равновесие. Следует отметить, что химическое равновесие это не состояние покоя, реакции как прямая, так и обратная продолжают идти, поэтому химическое равновесие называется динамическим равновесием, оно описывает непрекращающееся течение двух противоположных процессов.
Состояние химического равновесия целиком определяется условиями реакции: С, Р, t0. Малейшее изменение этих параметров дает преимущества одному из конкурирующих процессов.
Так как с наступлением состояния химического равновесия uПР = uобр. То мы можем записать: К1[A]m[B]n=К2[C]p[D]q;равенство можно переписать в виде:
[C]p[D]q/ [A]m[B]n= К1/ К2;обозначим через К отношение К1/ К2,тогда:
[C]p[D]q/ [A]m[B]n= Кр
Последнее равенство представляет собой математическое выражение закона действующих масс применительно к обратимым процессам. Закон действия масс для данного случая формулируется так:
В состоянии химического равновесия, произведение концентраций продуктов реакции, деленное на произведение концентраций исходных веществ (с учетом стехиометрических коэффициентов), есть при постоянной t0 постоянная величина, называемая константой равновесия.