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)Szablon:R.

W przypadku reakcji chemicznej, przebiegającej w temperaturze T, opisanej ogólnym równaniemSzablon:R:

a A + b B ⇌ c C + d D

izoterma van ’t Hoffa ma postać:

$A=RT(\ln \frac{c_C^c{c}_D^d}{c_A^a{c}_B^b}-\ln K_c),$

gdzie:

$c_i$ – stężenia molowe reagentów (A, B, C i D),

$K_c$ – stała równowagi (analogiczny iloraz stężeń reagentów w stanie równowagi),

$R$ – 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)Szablon:R.

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)Szablon:R. Nie określa szybkości tych reakcji – zagadnień kinetyki reakcji dotyczy empiryczna „reguła van ’t Hoffa” oraz równanie Arrheniusa.

Zobacz też

• termodynamika chemiczna
• układ termodynamiczny