нения могут быть химической или физической природы, а фазовые переходы могут быть сложными. Движение к равновесию лучше всего рассмотреть на примере системы, в которой изменяются лишь физические параметры. Рассмотрим два одинаково больших объема в некотором сосуде, разделенных общей стенкой и заполненных одинаковым количеством разных идеальных газов при одинаковом давлении (например, А и В в объемах I и П соответственно). Благодаря тепловому движению молекулы газа постоянно сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда.

При открывании отверстия в разделяющей стенке молекулы газов могут свободно двигаться внутрь соседних объемов (рис 4.1-1,а-г). Непосредственно после открывания поток газа А движется в объем П, а В — в объем I. С течением времени при постоянно открытом отверстии левая часть сосуда будет все еще обогащена А, а правая — в основном молекулами В (рис. 4Д-1,б-в). В конце концов два газа полностью смешиваются, и любая взятая из сосуда проба содержит А и В в соотношении 1:1 (рис.4.1-1,г).

□ В химическом анализе «равновесия» описывают не состояние покоя, а устойчивое динамическое состояние, при котором обе реакции (прямая и обратная) протекают с одной и той же скоростью.

В конечном, равновесном, состоянии тепловое движение молекул продолжается как и прежде, но одинаковые количества газа А движутся во всех направлениях. Эти передвижения являются беспорядочными и нейтрализуют друг друга. Следовательно, на макроскопическом уровне кажется, что система находится в покое. Про такую систему говорят, что она находится в динамическом равновесии. В состоянии равновесия нет потока энергии или массы внутри или через границы системы. Все компоненты остаютсяв системе и характеризуются временем пребывания (или временем жизни) тд, равным бесконечности. Таким образом, данная равновесная система является закрытой системой во время-инвариантном (не зависящем от времени) состоянии. Все химические и физические равновесия представляют собой состояния динамического равновесия закрытых систем. Этот факт можно проиллюстрировать следующим примером. При растворении диоксида углерода в воде образуется угольная кислота:

С02(ад) + Н20 -> Н2СОз (4.1-За)

Символ (aq) свидетельствует о том, что в реакции принимает участие растворенный, а не газообразный С02. Чем больше растворяется С02, тем больше образуется Н2СОз- Скорость образования угольной кислоты прямо пропорциональна концентрации C02(aq):

^^ = ^[C02(aq)] (4.1-4)

где Ai = 0,03 с-1 прн 25°С (константа скорости прямой реакции). Эта реакция сопровождается структурными изменениями. Молекула СОг имеет линейное строение:

:о::с::о: или о=с=о (4.1-5)

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию