577
молярные концентрации с,- исходных веществ и продуктов реакции удовлетворяют ур-нию
П # = *,(?. Т).
1
КС(Р, Т1) ≈ константа хим. равновесия, зависящая от давления Р и тсмц-ры Т, при к-рых происходит реак-
-2v, пия. Константа хим. равновесия КС(Р, Т) = Р х
хехр !≈ 2 vi'Xi'(rJ/fe3''' ∙ Ф-'ШИ Xi'(r) определяются
I ' ( связью хим. потенциалов ц, реагирующих веществ с их
парциальными давлениями Р,- = е,-Р, для идеальных гэаов щ-≈ fiTln Pj + yj (Т). Д.м.з. следует tt;i этого
соотношения и условия хим. равновесия
у
у/и,; ---- 0.
КоистэЕту хим. равновесия можно выразить через молярную энергию Гиббеа к;(Р, Т):
Отсюда следует, что Kf(P, Т] удовлетворяет ур-ниям ' в in к
16 In К с \ _ _ _Дк_
V ар≈)т~ яг
/din К
\ _ aft
)р ЯГ"
\ ИГ
где dy=(lVi"i" ~ изменение молярного объ╦ма, М = "^^jj-VfAf ≈ изменение молярной энтальпии системы при однократном протекании реакции согласно е╦ ур-нию, R ≈ газовая постоянная.
Статистнч. физика позволяет вычислить константу хим. равновесия. Напр., для одноатомных газов X; (Г) = eoj. ≈ (3/2) ЬГ In kT≈kT^i, s0l ≈энергия на один атом при Т^--0, £,∙ ∙≈ In (2пт/Л~2) '*≈ким. постоянная raja [последняя ф-ла получена О. Сакуром (О. Sackur) и Г. Тетроде (Н. Tetrode) в 1912], т/ ≈ масса атома. Константа 2 v'"e*i определяется эксперимента л ьво. i
Если число молекул при хим. реакции DO меняется
V v,-= 0^ , то Кс ве зависит от давления; если
2 v,- Ф 0, то при иямененип давления хим. равновесна
i
смещается, Д.м.з. определяет закон этого смещения. Для хим. реакций в реальных газах и растворах используют модифицнров. Д.м.з.: если вместо концентрации с,- ввести активности а,-, учитывающие отступление системы от идеальности, для хим. потенциала принять ф-лу fi Цо -|-fc Т In с, аналогичную ф-ле идеал ь-вой системы |л└д - ц,,-\- kT\fic, то можно сформулировать Д.м.з. длн актииностен.
В хим. кинетике скорость хим. реакции, иропсходи-щей в идеальном газе или разбавленном растворе со-
гласно ур-нию ViA1-f-vaA2+ , .. =v[AJ l-VjAj-h.-M v, > 0, ч'. > 0, в соответствии с Д.м.з. равна
' IT C'V''-
где с/ и с'. ≈ концентрации исходных веществ и продуктов реакции, v,- и v^ ≈ их стехиометрич. ко:)ф., k и k' ≈ константы скоростей примой и обратвой реакций.
Д.м.з. в кинетике связан с тем, что для прямой реакции необходима встреча в малом объ╦ме v,, va.... молекул веществ А], А2. ..., вероятность к-poii для идеального газа или разбавленного раствора пропорциональна (с коэф. пропорциональности АО произведению их концентраций е^'с^1... . Тоже справедливо и длн обратной реакции, вероятность к-рой пропор-
. \ '. . v,,
'..., но с др. копф. пропорциональ-
востн k' ' . При хвм. равновесии суммарная скорость хим. реакции обращается в нуль, и для равновесного отношения концентраций продуктов реакции и иеход-ЕЫХ веществ получаем Д.м.а. с константой раввово-сия, равной отношению скоростей обратной и прямой реакций КС(Р, T) ≈ k'ik. Д.м.з. в кинетике можно получить методами норавновесной термодинамики, а для вычисления k и ft' требуется привлечение кинетич. теории газов или электролитов.
Лит.: Э п ш т е и и П, С., Курс термодинамики, пер. с я in л., М. -Л., 1Й48, I-.-I. Я;3оммсрфельл A., Термодина-ыика и статистическая физика, пер. с нем., М.. I95i, § 13 ≈ 14: ц <! Г р о о г С., М л з у р П., Неравчовеснап термодинамика, пер. г англ.. М.. Ш4. гл. 10; Р у и Р р Ю. Б., Р ы в-к и н М. Ш., Термодинамика, статистическая физика и ни истина, 2 изд., М,, 1977, §31; Л a Fi д а у Л. Д.. Л и ф ш и ц Е- М., Статистическая физика, ч. I, 3 изд., М., 197е, g 102.
Д. Н. ЭуВарге.
ДЕЙТЕРИЙ (от греч. deut«ros ≈ второй; лат. Deuterium), D или !Н.≈ тяжелый стабильный изотоп водорода с массовый числом 2; содержание в природном водороде 0,0156% (но массе). Масса 2,0141018 а. е. л. Ядро Д.≈ дейтрон состоит из 1 протона и 1 нейтрона. Д' от крыт в 1932 Г. Юри (Н. Urey) совм. с сотрудниками спектральным методом.
Польгное различие масс Д- н прптия (*Н) обусловливает различие их свойств (изотопные эффекты). Так, (└иг, вещества, состоящего на молекул D,, ≈ 23,57К, межъядерное расстояние в молекуле D2≈ 0,0741(5 им, энергия диссоциации Da (при ОК( 439, R8 кДж/моль (ср. с соответствующими значениями для Н2 в ст. Водород), Скорости химических реакций с участием веществ, содержащих Д., могут бить в 5≈10 раз выше или ниже, чем с участием таких же веществ, содержащих прогни.
Д. Выделяют на основе различий свойств прогни, и Д. Так, используют особенность изотопного обмена в системе вода ≈ сероводород, применяют ректификацию жидкого водорода, многоступенчатый электролиз водных растворов н т. д.
Д . служит меченым стабильным индикатором при проведении разл. хим., бнохпм. и др. исследований. Тяжелая водл ОаО представляет собой лучший из известных замедлителей нейтронов. В водородных бомбах используется гидрид лития *LiD; при взрыве водородной бомбы протекают термоядерные реакции:
D(d, у) 'Не, D(t, n)'He, "Li (d, а) 'Но. В будущем Д., ВОЗМОЖЕЮ, станет основным ядерным
ТОПЛИВОМ. С. С. Бердопосив.
ДЕЙТРОН ≈ связанное состояние протона н нейтрона, ядро одного из изотопов водорода ≈ дейтерия. Обозначается гН или d. Является простейшей и наиб. хорошо изученной составной системой сндыю взаимодействующих частиц. Осн. характеристики: масса 2,0135 н. е. и.; спин / = 1; изотопический спин, Г = 0; энергия связи #св=2, 24579 МэВ; миги, момент (ia = = 0,857406 ядерного магнетона; квадруполъкый электрический момент ядра (3 = 2,859 -10"" " см2; сред неким дра-тичный радиус (определяемый из упругого рассеяния электронов при небольших передачах импульса) г& ≈ = 1.963.10-" см.
Нуклоны в Д. в осн. находятся в триплетом 1Sl~co-стоянип (орбитальный момент Z, = 0). Однако наличие квалрупольноп» момента, а такжо небольшое (2,5%) отличие ftj от суммы магл. моментов протона jip и нейтрона ц└ свидетельствуют о примеси состояния 3Di (L=2). Это означает, что ядерные силы нецентральны, т, е. зависит не только от расстояния между нуклонами, но и от ориентации их спинов относительно соединяющего их радиуса вектора. В Д. наиб, существенны н еден тралы: не силы, вызванные однониоипым обменом (си. Ядерные силы. Ядро атомное). Предположение, что маги, момент Д. складывается нз маги. MOMPEITOB протона, нейтрона и маги, момента, связанного с орбитальным движением протока, приводит к соотношению (ij - Hn + (ip ≈ */в (fiH-Цр≈ 1/в) PD,
о
а
'Г ш
577
37 Фнзнческал энциклопедия, т. 1
