Термодинамическое описание равновесия

Наряду с обозначением Q для соотношения активностей веществ в произвольный момент реакции t ("коэффициент реакции")

(обозначения для приведённой ниже реакции; последнее равенство написано в обозначении, что стехиометрические коэффициент берутся со знаком "+" для продуктов и со знаком "-" для исходных веществ)

в химической термодинамике используется обозначение K_eq для такого же по форме соотношения между равновесными активностями веществ

(то есть соотношения активностей в момент , в момент равновесия). Далее приведено термодинамическое описание химического равновесия и описана связь K_eq со стандартной энергией Гиббса процесса.

В системе, где протекает химическая реакция

равновесие может быть описано условием

где есть химическая переменная

или, то же самое условие равновесия может быть записано с использованием химических потенциалов как

где химические потенциалы

здесь {A} - строго говоря, активность реагента A; при допущениях об идеальных газах можно заменить их на давления, для реальных газов можно заменить на фугитивности, при допущении о том, что раствор подчиняетсязакону Генри, можно заменить на мольные доли, и при допущении, что раствор подчиняется закону Рауля - напарциальные давления; для системы в равновесии может быть заменена на равновесную молярную концентрациюили на равновесную активность.

Выражение для энергии Гиббса принимает вид

а так как , можно записать выражение для производной изобарного потенциала по химической переменной в виде

При равновесии (иначе говоря, при условии что время )

Записав теперь условие равновесия найдём связь со стандартной энергией Гиббса^[3]: