Liczba postępu reakcji

Liczba postępu reakcji, zmienna reakcji ${\displaystyle (\lambda )}$^[a] – miara postępu reakcji chemicznej oparta na umownym założeniu, że jednostkowy postęp odpowiada zużyciu takich liczb moli substratów i powstaniu takich liczb moli produktów, które są równe współczynnikom stechiometrycznym ${\displaystyle (\nu _{i})}$ w równaniu reakcji. Pojęcie liczby postępu reakcji zdefiniował Théophile de Donder w 1920 roku. Jest stosowane np. do wyrażania stopnia przemiany reagentów w danej chwili albo – w termodynamice chemicznej – jako podstawa dla określania powinowactwa chemicznego, ciepeł tworzenia związków lub entalpii innych reakcji, odnoszonych do ${\displaystyle \lambda =1}$^[1][2].

Dla każdego z reagentów, biorących udział w ogólnej reakcji powstawania produktów P z substratów S:

${\displaystyle \sum {\nu _{Si}S_{i}}=\sum {\nu _{Pi}P_{i}},}$

wartość ${\displaystyle \lambda _{i}}$ jest jednakowa i wynosi^[1]:

${\displaystyle \lambda ={\frac {n_{zi,Si}}{\nu _{Si}}}={\frac {n_{zi,Pi}}{\nu _{Pi}}},}$

gdzie: ${\displaystyle n_{zi}}$ – liczba moli reagenta „i”, który został zużyty (S) lub utworzony (P).

Pojęcie liczby postępu reakcji jest zastępowane w praktyce pojęciem względnego stopnia przemiany, wyrażanego jako^[1]:

${\displaystyle \xi _{i}={\frac {n_{zi}}{\sum n_{0i}}},}$

${\displaystyle \epsilon _{i}={\frac {n_{zi}}{n_{0i}}}=\sum {n_{0i}}{\frac {\xi _{i}}{n_{0i}}}={\frac {\xi _{i}}{x_{0i}}}.}$

gdzie: ${\displaystyle n_{zi}}$ – liczba moli reagenta „i”, które powstały lub zostały zużyte, ${\displaystyle x_{i}}$ – ułamek molowy reagenta „i”.

Liczba postępu reakcji może więc być wyrażona jako^[1]:

${\displaystyle \lambda =\epsilon _{i}{\frac {n_{0i}}{\nu _{i}}}=\xi _{i}{\frac {n_{0i}}{\sum }}\nu _{i}.}$

Uwagi

1. W niektórych źródłach analogiczna miara postępu reakcji jest oznaczana symbolem ${\displaystyle \xi .}$

Przypisy

1. Józef Szarawara: Termodynamika chemiczna. Warszawa: WNT, 1969, s. 234, 395.
2. Stanisław Bursa: Chemia fizyczna. Wyd. 2 popr. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1979, s. 422. ISBN 83-01-00152-6.