2.3. УСЛОВИЕ РАВНОВЕСИЯ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ
Необходимым и достаточным условием равновесия химической реакции является
В самом деле, когда при фиксированных температуре и давлении система находится в равновесии, ни увеличение, ни уменьшение
не могут сопровождаться уменьшением энергии Гиббса. Это возможно только в том случае, если
Сопоставление с уравнением (4) приводит к уравнению (13).
Если систему вынуждают прийти к равновесию при фиксированных температуре и давлении, то ту же степень протекания реакции можно получить, фиксируя другие переменные, например объем или энтропию.
Условие равновесия часто записывают в виде
где
изменение
сопровождающее образование
молей
продукта реакции в системе, которая либо состоит только из чистых фаз, либо так велика, что протекание реакции не приводит к заметному изменению состава каждой фазы. Если в символ
вкладывать именно такой смысл, то уравнения (15) и (13) эквивалентны.
Для гетерогенных систем, в которых все фазы имеют постоянный состав, вторая производная
равна нулю, так как при изменениях
все остаются постоянными. Но если по мере протекания реакции изменяется состав хотя бы одной фазы, то одна или несколько величин будут функциями
. Когда система уже находится в равновесии, изменение
не может привести к уменьшению
поэтому в рассматриваемом случае при равновесном составе вторая производная должна быть положительной.
Для того чтобы использовать изящную и общую зависимость, представленную уравнением (13), необходимо определить или предсказать, каким образом потенциалы реагентов зависят от состава системы.