1.7 Chemická rovnováha

Tato kapitola se zabývá výpočty rovnovážného složení systémů s chemickou reakcí a problematikou spojenou s určením hodnoty rovnovážné konstanty K. Uvažujme reakci zapsanou formálně jako

$displaymath$

kde pro stechiometrické koeficienty výchozích látek platí ν_i < 0 a produktů ν_i > 0. Obecný vztah pro rovnováhu zní

$displaymath$

kde za aktivity látek a_i dosazujeme výrazy podle zvoleného standardního stavu (viz níže). Rovnovážná konstanta je definována pomocí standardní reakční Gibbsovy energie

$displaymath$

Pro teplotní závislost rovnovážné konstanty platí van't Hoffův vztah

$displaymath$

kde $..$ je standardní reakční entalpie. V úzkém teplotním intervalu můžeme považovat reakční entalpii za konstantu. Rovnici potom řešíme separací proměnných a integrací,

$displaymath$

Reakce v plynné fázi

Pro reakce v plynné fázi používáme standardní stav čistá látka při teplotě soustavy za standardního tlaku (zpravidla p^st = 100,000 Pa nebo p^st = 101 325 Pa). Za předpokladu ideální plynné směsi platí

$displaymath$

kde n_i je látkové množství plynu i v rovnováze. To vyjadřujeme zpravidla pomocí počátečního složení n_i0 a rozsahu reakce ξ, přičemž platí

$displaymath$

Reakce v roztocích elektrolytů

U vodných roztoků elektrolytů (iontové rovnováhy) se zpravidla používá standardní stav nekonečného zředění. Pro dostatečně zředěné roztoky (jednotkové aktivitní koeficienty) platí pro aktivitu složky

$displaymath$

kde zpravidla c^st = 1 mol dm⁻³.

Příklady:

1.7.1 Výpočet rovnovážné konstanty ze složení rovnovážné směsi (

)
1.7.2 Výpočet rovnovážného složení z rovnovážné konstanty (

)
1.7.3 Výpočet tlaku (

)
1.7.4 Vliv inertu (

)
1.7.5 Závislost rovnovážné konstanty na teplotě (

)
1.7.6 Výpočet pH (

)
1.7.7 Součin rozpustnosti (

)