Возможность образования активированного комплекса, а соответственно и химического взаимодействия определяется энергией молекул. Как видно из рис 7.4, с увеличением температуры растет и доля молекул способных к активным столкновениям с образованием активированного комплекса, т.е. происходит ускорение реакции.

(рис 7.4) Кинетическая энергия молекул

Экзотермические реакции протекают с меньшей энергией активации, чем эндотермические (см. рис. 7.3.). Высокая энергия активации является причиной того, что многие химические реакции при не высоких температурах не протекают, хотя возможны (). Так в обычных условиях не горит бумага, уголь и т.д., хотя энергия Гиббса реакций окисления <0 ().

Раздел химии, изучающий реакции в низкотемпературной плазме, получил название плазмохимии, а изучающий химические реакции в сверхнизких температурах - криптохимии.

Итак, энергия активации - это энергия необходимая для перехода частиц в состояние активированного комплекса. С ростом температуры растёт доля этих частиц и скорость реакции. С увеличением энергии активации уменьшается доля активных молекул и скорость реакции.

Химическое равновесие

При некоторой температуре энтальпийный и энтропийный факторы уравниваются, т.е. в этом случае выполняется уравнение:

(5.17)

которое является термодинамическим уравнением химического равновесия. В условиях химического равновесия концентрации (или парциальное давление для газов) исходных веществ и продуктов реакции не изменяеться со временем и называются равновесными концентрациями.

Константа химического равновесия.

при равновесной химической реакции:

(5.22)

или

(5.23)

- равновесные относительные

-равновесные концентрации соответствующих веществ

l,m,d,b- показатели степени, равные стехиометрическим коэффициентам.

(5.24)

(5.25)

Закон действующих масс: отношение произведения равновесных концентраций продуктов реакции в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, к произведению равновесных концентрация исходных веществ в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, при T=const, является величиной постоянной.

или

для газов

(5.26)

подставляя константу равновесия:

(5.27)

(5.28)

При 298 К . Уравнение (5.27) можно записать в виде: (5.29)

Константа химического равновесия может быть определенна если известно стандартное значение энергии Гиббса.

Принцип Ле Шетелье:

Если на систему, находящуюся в равновесии, оказываеться внешнее воздействие, то равновесие смещается в таком направлении, которое

ослабляет внешнее воздействие.

Например увеличение температуры вызывает смещение равновесия рассматриваемой реакции получения водорода в правую сторону, а для экзотермической реакции: