Это и есть основание для расчёта константы химического равновесия.
Применяя правило ИЮПАК для стехиометрических коэффициентов, формулу (21.3) легко записать в общем виде
; (5)
Введём стандартные химические потенциалы веществ i.
. (6)
Стандартное сродство реакции принимает вид
; (7)
Сокращая на RT=NkT, получаем
; (8)
Константа химического равновесия в смеси идеальных газов.
Совершим цепочку несложных преобразований. Вначале внесём стехиометрические коэффициенты в сумме под знак логарифма в виде показателей степеней у статистических сумм
; (9)
Затем воспользуемся тем, что сумма логарифмов равна логарифму произведения
; (10)
Наконец, избавляясь от логарифмов, получаем искомое статистическое выражение для константы равновесия
; (11)
Она имеет вид произведения статистических сумм.
Константа химического равновесия в смеси идеальных газов.
; (12)
Стандартные суммы состояний имеют вид:
- трансляционная: ; (13)
- молекулярная: ; (14)
Константа равновесия может рассчитываться как непосредственно в виде произведения статистических сумм,
; (15)
которые предварительно следует рассчитать, а также по результирующей формуле
; (21.14)
При вычислении электронных сумм состояния помним, что занят один-единственный электронный уровень, и он характеризуется кратностью вырождения ge, i. Эта кратность равна числу микросостояний основного терма у атомов и у молекул. У молекул чаще всего достаточно спиновой мультиплетности, но возможно и орбитальное вырождение. Это уже зависит от конкретной частицы.
Поэтому электронная сумма состояний у молекулы определяется формулой
; (16)
Энергия химической связи считается равной энергии её диссоциации и отсчитывается от основного колебательного уровня, а не от минимума потенциальной кривой.
Этот вопрос рассмотрен в учебнике Даниэльса и Олберти на стр.539 в разделе 17.13. Там же приводятся основные формулы. Раздел написан хорошо и достаточно просто. Этот учебник вполне пригоден для подготовки студентов.
1. Сводка статистических сумм для простейших стационарных движений.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Математическая справка о факториалах больших числах.
Факториал числа, соизмеримого с числом Авогадро, непосредственно вычислить невозможно, и поэтому давно разработаны приближённые способы численно точного вычисления, основанные на применении гамма – функции Эйлера первого рода.
Обозначение констант равновесия межлигандного обмена хелатных комплексов экстрационно-фотометрическим методом
Хелаты настолько широко
вошли в современную химию, что сейчас трудно представить аналитическую лабораторию,
в которой эти соединения в том или ином виде не используются. Это объясняется преж ...
Термодинамика химической устойчивости сплавов системы Mn-Si
Сплавы кремния с марганцем
относятся к группе аморфных металлических сплавов [1]. Следствием их аморфной
структуры являются необычные магнитные, механические, электрические,
физико-химическ ...
Монослой на
основе фуллеренов и краун-эфиров
Проведенные
исследования [3-5] показали, что молекулы С60 при степени покрытия 0,4-0,5
начинают агрегировать уже в газовой фазе, что исключает возможность
формирования монослоя и, как следствие, во ...