Trạng thái cân bằng

. Đối với mọi hệ nhiệt động đều tồn tại hàm trạng thái được gọi là entropi và

b) Sự phụ thuộc củ aG vào áp suất

3.1.1. Trạng thái cân bằng

Có rất nhiều phản ứng hố học xảy ra khơng hồn tồn. Xét phản ứng: H2 (k) + I2 (k) 2HI (k)

Xảy ra ở áp suất P0 =1atm và ở nhiệt độ T = 1000K

Ta giả thiết lúc đầu trộn 1mol H2 và 1 mol I2, nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn (hiệu suất 100%) thì cuối cùng ta thu được 2 mol HI, trong khi đó lượng H2 và I2 cũng được tiêu thụ hoàn toàn.

Tuy nhiên, trên thực tế ở các điều kiện nói trên chỉ có 0,735 mol H2 tác dụng với 0,735 mol I2 tạo thành 2.0,735 = 1,47 mol HI dù thời gian có kéo dài bao lâu (hiệu suất 73,5%).

Trong phản ứng này lúc đầu hàm lượng I2 và H2 giảm và hàm lượng HI tăng nhưng khi lượng chất HI bằng 1,47 mol thì lượng chất này cũng như lượng chất H2 và I2 trở lên khơng đổi. Người ta nói khi đó hệ đã đạt trạng thái cân bằng

Như vậy: ở trạng thái cân bằng hóa học, hàm lượng các chất phản ứng

cũng như hàm lượng các sản phẩm tồn tại không đổi

Nếu đi sâu vào các diễn biến vi mơ thì phản ứng này là phản ứng hai chiều hay phản ứng thuận nghịch (biểu diễn bằngâhi mũi tên ngược chiều nhau).

Một mặt các phân tử H2 và I2 tương tác với nhau tạo thành các phân tử HI (phản ứng thuận vt  KtCH2CI2) nhưng mặt khác các phân tử HI được hình thành lại phân huỷ trở lại thành H2 và I2 (phản ứng nghịch 2

HIn n n K C

v  ).

Lúc đầu trong một đơn vị thời gian, số phân tử HI được hình thành lớn hơn số phân tử bị phân huỷ nên hàm lượng của HI tăng trong khi đó hàm lượng của H2 và I2 giảm, lúc này v1> v2 . Tuy nhiên khi thời gian phản ứng tăng thì tốc độ của phản ứng thuận cũng giảm dần cùng lượng chất phản ứng nên v2 tăng dần và v1 giảm dần, đến một lúc nào đó ta sẽ có v1 = v2 và từ đó hàm lượng của HI cũng như của H2 và I2 trở nên khơng đổi.

Khi đó hệ đạt được trạng thái cân bằng. Trạng thái cân bằng này được gọi là trạng thái cân bằng động vì khơng phải lúc đó phản ứng ngừng lại và có G0 mà vẫn diễn ra đồng thời quá trình thuận và quá trình nghịch.

Hình 7.1: Sự biến đổi của tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch