Роль свободной поверхностной энергии в термодинамических процессахПри протекании реакции aA + bB = cC + dD

дельтаG=cmC+dmD-amA-bmD . (2.29)

Поскольку химический потенциал любого компонента m i=m^o+RT lnai,

. (2.30)

где Go — изменение изобарно-изотермического потенциала в случае, если
реакция протекает при стандартном состоянии всех компонентов (ai = 1); G^o==

.

При равновесии реакции G = 0. Поэтому

. (2.31)

Это один из выводов закона действия масс. Так как при постоянной температуре G^o — величина постоянная, то при равновесии отношение произведения активностей продуктов реакций, возведенных в степени, равные стехиометрическим коэффициентам, и произведению активностей исходных веществ — величина постоянная при постоянной температуре.

Если равновесие реакции не достигнуто,

. (2.32)

где

— фактическое отношение произведений активностей, когда равновесие реакции не достигнуто.

Если активности всех компонентов стандартные (ai =1), то x0=1, lnx0=0 и уравнение (2.32) будет тождественным уравнению (2.31).

Очевидно, что если фактическое отношение произведений активностей:
x0 = K; G^o = 0 — равновесие реакции;
x0 < K; G^o < 0 - протекает прямая реакция;
x0 > K; G^o > 0 — протекает обратная реакция.
Во всех случаях необходимое термодинамическое условие протекания прямой реакции — уменьшение изобарно-изотермического потенциала (G < 0), называемого свободной энергией Гиббса.