Пентаоксид фосфора, состоящий из двух атомов фосфора и пять атомов кислорода, образовался по разным реакциям, но имеет одинаковый состав.

ü Закон действующих масс. Известно, что скорость протекания реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ.

Рассмотрим реакцию: A + B ↔ C +D.

Скорость прямой реакции определяется следующим соотношением:

V₁ = K₁C_AC_B,

C_A и C_B — концентрации реагирующих веществ А и В.

Скорость обратной реакции определяется

V₂ = K₂C_CC_D,

С_С и С_D — концентрации продуктов реакции С и D.

K₁C_AC_B = K₂C_CC_D

K₁ / K₂ = C_CC_D / (C_AC_B) = К,

где К — константа равновесия реакции, зависящая от природы исходных веществ и продуктов реакции, температуры и не зависящая от концентрации реагирующих веществ.

Если в реакциях участвуют несколько молекул веществ, то в общем виде константу равновесия реакции mA + nB ↔ pC + qD можно написать в следующем виде:

K_C = [С]^р [D]^q / [А]^m [В]ⁿ.

В состоянии равновесия отношение произведения концентрации продуктов реакции к произведению концентраций исходных веществ есть величина постоянная при данной температуре. В этом заключается содержание закона действующих масс, справедливого для однородных систем.

Концентрации газообразных веществ могут заменяться соответствующими парциальными давлениями.

ü Принцип смещения равновесия. Если система, находящаяся в равновесии, будет подвергнута внешнему воздействию, то в ней произойдут изменения, противодействующие этому воздействию, и система будет стремиться восстановить первоначальные условия. Внешними воздействиями могут быть изменения температуры, давления или концентрации реагирующих веществ и продуктов реакции.

При повышении температуры равновесие реакции, протекающей с поглощением тепла, сдвигается в сторону увеличения продуктов реакции. Понижение температуры сдвигает равновесие реакции в сторону увеличения реагирующих веществ. Сдвиг равновесия в обоих случаях будет происходить до тех пор, пока не установится новое равновесие при данной температуре.

При протекании реакции между газообразными веществами повышение давления при постоянной температуре способствует сдвигу равновесия в сторону уменьшения объема реагирующих веществ или продуктов реакции. Понижение давления способствует увеличению объема продуктов реакции или реагирующих веществ. Например, равновесная реакция 2СО + О₂ ↔ 2СО₂ при повышении давления сдвигается вправо (т.е. в сторону уменьшения объема), а при понижении давления — влево (т.е. в сторону увеличения объема).

Если в реакции реагирующие вещества и продукты реакции занимают одинаковые объемы, то изменение давления не вызывает сдвига равновесия. Увеличение концентрации одного из реагирующих веществ или продуктов реакции сдвигает равновесие в противоположную сторону.

ü Закон распределения. Для металлургических процессов закон, распределения имеет большое значение. Конвертерная ванна представляет собой гетерогенную систему, состоящую из жидкой металлической ванны (чугуна или стали) и шлаковой. Металлическая ванна и шлак могут содержать одни и те же элементы, например марганец, серу, фосфор, кислород и т.д.

Если какое-нибудь вещество растворяется в двух несмешивающихся жидкостях, но контактирующих друг с другом, то оно может переходить из одной жидкости в другую. Отношение концентраций вещества в обоих растворах при определенной температуре является величиной постоянной, не зависящей от количеств каждого из растворителей и растворяющегося вещества.