ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принцип микроскопической обратимости из "Почему происходят химические реакции" При этом обнаруживается примечательный факт все дроби одинаковы (см. столбец V табл. II). [c.95] Выражение такого рода можно написать для любой системы, находящейся в состоянии химического равновесия, и для каждой системы величина получаемой дроби постоянна, независимо от концентраций. Это было обнаружено эмпирическим путем еще в конце XIX века. Сначала это открытие подвергалось сомнению, но затем было подтверждено тщательными опытами. Полное теоретическое объяснение этой закономерности появилось только в 1910-х годах, но отдельные вопросы исследуются и до сих пор. Давайте попытаемся выяснить, почему существует эта закономерность. [c.95] Реакция водорода с иодом происходит в одну стадию. Однако в общем случае реакция может состоять из нескольких стадий. Поэтому при рассмотрении равновесия мы должны, вообще говоря, учитывать несколько реакций. Давайте рассмотрим реакцию с метиленовой синью. (Напомним, что МеВ1 обозначает метиленовую синь. [c.95] Обсуждая этот механизм, мы интересовались лишь прямой реакцией, ведущей к образованию конечных продуктов. Это и обозначают стрелки в уравнениях отдельных стадий. Однако наша система, как и все другие системы в закрытых сосудах, должна прийти в конце концов к равновесию. Сначала должны уменьшаться концентрации кислорода и глюкозы при этом будет уменьшаться вероятность их столкновения и участия в реакции. Концентрации продуктов реакции будут расти. Значит, будет увеличиваться и скорость обратной реакции. В конце концов система придет к равновесию. Тогда любая из написанных выше реакций будет протекать в обоих направлениях. Это можно наглядно обозначить двойными стрелками [как в уравнении (3)]. Если вся система находится в равновесии, то и каждая из стадий тоже находится в состоянии равновесия. Эта мысль известна как принцип микроскопической обратимости. [c.96] Таким образом, продукты реакции должны находиться в равновесии с исходными веществами, хотя это равновесие и не непосредственное. [c.97] Величина, стоящая в скобках, равна просто произведению концентраций веществ, которые являются исходными для данной стадии. Ведь для реакции необходимо столкновение молекул реагирующих веществ, а число этих столкновений в секунду зависит от произведения концентраций. [c.97] Подстрочный индекс 9 означает, что уравнение относится к реакции (9). [c.97] Уравнения (9) и (10) характеризуют динамическое равновесие между глюкозой, ионом гидроксила и глюко-зид-ионом в водном растворе. Величину /Сэ,1о называют константой равновесия для этого случая. [c.98] Таким же образом мы можем рассмотреть каждую стадию реакции. Однако достаточно сказать, что если реакция проходит через какие-либо стадии, то для равновесных условий всегда можно написать выражение константы равновесия для любой из них. И с помощью таких же расчетов мы можем показать, что выражение для константы равновесия К всегда бывает одного и того же типа. Оно всегда дробное. Числитель представляет собой произведение концентраций веществ, формулы которых находятся в правой части уравнения реакции, знаменатель— произведение концентраций вешеств, формулы которых стоят в левой части уравнения реакции (т. е. исходных вешеств). При этом концентрация каждого вещества возводится в степень, равную коэффициенту, стоящему перед этим веществом в химическом уравнении. [c.98] Вернуться к основной статье