Хими́ческая переме́нная (координата реакции, степень превращения, глубина превращения, степень протекания реакции, число пробегов реакции, переменная де Донде), величина, которая отражает изменение состава химически реагирующей системы в процессе её релаксации к равновесному состоянию. Принято обозначать строчной греческой буквой $\xi$ (кси). Термин введён бельгийским физикохимиком Т. де Донде в 1920 г. (Donder. 1920).

Химическая переменная может быть выражена в интегральной или дифференциальной форме через начальные ($N_j^0$) и текущие ($N_j$) количества (в молях) любого участника химической реакции (реагента или продукта):

$$\xi = \frac{N_j-N_j^0}{ \nu_j },$$$$d\xi = \frac{dN_j}{ \nu_j },$$где $\nu _j$ – стехиометрический коэффициент j-го составляющего в уравнении химической реакции, который отрицателен для реагентов и положителен для продуктов реакции.

Вещества вступают в химические реакции в количествах, пропорциональных коэффициентам в уравнении реакции, поэтому справедливы равенства:

$$d\xi = -\frac{dN_1}{ \nu_1 }= -\frac{dN_2}{ \nu_2 }=...= \frac{dN_k}{ \nu_k }= \frac{dN_{k+1}}{ \nu_{k+1} },$$где подcтрочные индексы до (k − 1) относятся к реагентам, а с k-го включительно – к продуктам реакции. При известном значении $\xi$ можно рассчитать количества каждого из участников реакции:

$$N_j=N_j^0+ \nu_j \xi .$$Так как в ходе самопроизвольной химической реакции количество реагентов убывает, а продуктов – увеличивается, считают, что для такой реакции переменная $\xi$ может принимать положительные значения от 0 до 1 (они отвечают такому состоянию системы, когда присутствуют только реагенты или продукты соответственно).

При протекании химической реакции в закрытой системе при постоянстве температуры ($T$), давления ($p$) и количествах молей ($n_i$) каждого компонента фундаментальное уравнение для функции Гиббса ($G$) может быть записано в нескольких эквивалентных формах:

$$dG=-SdT+Vdp+ \sum_{i=1}^K \mu _idn_i=-SdT+Vdp+ \sum_{j=1}^m \mu _i^*dN_j=-SdT+Vdp+ \sum_{j=1}^m \nu_j \mu _i^*d \xi ,$$где $S$ – энтропия, $V$ – объём, $\mu _i$ – химический потенциал i-го компонента системы, образованной $K$ компонентами, которые в процессе химического взаимодействия перераспределяются между $m$ составляющими системы; $\mu _j^*$ – химический потенциал j-го составляющего; $N_j$ – количество j-го составляющего.

При фиксированной температуре и давлении ($p,\, T = const$) в закрытой системе ($n = const$) из последнего выражения следует, что

$$\bigg ( \frac{∂G}{∂ \xi }\bigg )_{p,\, T,\, n}=\sum_{j=1}^m \nu_j \mu _i^*.$$Сумма, стоящая в правой части, – энергия Гиббса химической реакции ($\Delta _rG$) или взятое с обратным знаком «химическое сродство» ($A$). Соответственно, для системы, в которой происходят химические взаимодействия, эти функции можно определить через частную производную энергии Гиббса по химической переменной. При достижении равновесного состояния $\Delta _rG = (∂G/∂ \xi )_{p,\,T} = 0$, а $\xi = \xi ^{eq}.$ Для самопроизвольной прямой реакции $\Delta _rG = (∂G/∂ \xi )_{p,\,T} < 0$, $0< \xi < \xi ^{eq}$; для обратной реакции $\Delta _rG = (∂G/∂ \xi )_{p,\,T} > 0$, $\xi ^{eq} <  \xi  < 1$ (см. рис.).

Зависимость энергии Гиббса закрытой системы, в которой протекает химическая реакция, от химической переменной при p, T = const.Зависимость энергии Гиббса закрытой системы, в которой протекает химическая реакция, от химической переменной при p, T = const.