Влияние изменения давления на смещение химического равновесия

Давление газа есть результат удара его молекул о стенки сосуда, т. е. давление газа тем выше, чем больше молекул заключено в данном объеме газа. Поэтому реакция, протекающая с увеличением числа молекул газов, приводит к возрастанию давления, а реакция, протекающая с уменьшением числа молекул газов – к его понижению.

Исходя из этого, вывод о влиянии давления на химическое равновесие можно сформулировать так: при увеличении давления путем сжатия системы равновесие сдвигается в сторону уменьшения числа молекул газов, т.е. в сторону понижения давления; при уменьшении давления равновесие сдвигается в сторону возрастания числа молекул газов, т.е. в сторону увеличения давления.

Например: Рассмотрим влияние давления на смещение равновесия в системе: 2NO(г) + О₂(г) 2NO₂(г)

Не изменяя температуру, увеличим давление в системе путем сжатия в 2 раза. Подсчитав число газообразных молекул: 3 и 2 соответственно слева и справа и исходя из правила, что при повышении давления равновесие смещается в сторону меньшего числа молекул, делаем вывод, что в данном случае равновесие сместится вправо.

Можно использовать данный пример смещения равновесия по расчету скоростей прямой и обратной реакций. Запишем выражение скоростей по закону действия масс: v_пр. = к₁[NO]² · [О₂]; v_oбp. = к₂[NO₂]² . После увеличения концентраций газов в 2 раза выражения скоростей будут иметь вид:

v_пр.= к₁(2[NO])² · 2[О²] = 2² · 2к₁[NO]² · [О₂] = 8к_l[NO]²[O₂]

v_oбp.= к₂(2[NO₂]) ² = 2² · к₂[NO₂]² = 4к₂[NO₂]²

Как видно из расчетов, скорость прямой реакции увеличится в 8 раз, а обратной – в 4 раза. Равновесие в системе нарушается, т.к. прямая реакция будет преобладать над обратной, т.е. равновесие сместится вправо.

В том случае, если реакция протекает без изменения числа молекул газов, равновесие не нарушается при сжатии или расширении системы.

N₂(г) + О₂(г) 2NO(г)

Число газообразных молекул слева и справа равное: 2 : 2 (соответственно).