化学平衡

多相平衡(heterogeneous equilibrium)

想象一个密封罐里放着块状的固体石灰石,上方是二氧化碳气体,固体缓慢地分解又重新生成。这个反应同时涉及不止一个相——固体和气体——共处同一个容器。像这样横跨两个或更多不同相的平衡,称为多相平衡(非均相平衡),与一切都处于单一相的均相平衡相对。

其决定性特征体现在平衡常数上:纯固体和纯液体被完全排除在表达式之外。原因是它们的「浓度」——其实是它们的活度——不随反应进行而改变;一块固体无论大小,密度都一样。所以只有气体和溶解的物种出现在 K 中。加入或移走一些纯固体,只要还剩一点,就完全不会移动平衡。

这一点确实有用,也是常见的困惑来源。学生常试图把固体放进平衡表达式,结果算错。规则是明确的:把气体(用压强或浓度)和溶解的溶质放进去,但绝不放纯固体或纯液体溶剂。诚实的细化说明是:这之所以成立,是因为纯凝聚相的活度被定义为 1。

对于 CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g),碳酸钙和氧化钙都是纯固体,于是被去掉。平衡表达式就只是 Kp = p(CO2):整个平衡由一种气体的压强来刻画。

纯固体和纯液体被排除在平衡表达式之外。

把纯固体排除在外,并不意味着它无关紧要——至少要存在一点点,这种平衡才成立。如果固体彻底耗尽,那就根本谈不上这种平衡了。

又称
非均相平衡異相平衡