Definition des Prinzips von Le Chatelier

Störungen

Wenn wir von Störungen sprechen, meinen wir Veränderungen, die den Gleichgewicht von a chemische Reaktion. Grundsätzlich erklärt Le Chatelier den Einfluss von drei Faktoren insbesondere, die gestört werden können, sind dies: die Temperatur, der Druck und die Konzentration der betroffenen Arten. Als nächstes werden wir sehen, wie die Wirkung gegen die verschiedenen Schocks untersucht wird.

Temperatur

Die Temperatur beeinflusst die Gleichgewichtskonstante der chemischen Reaktion. In diesem Sinne versucht das System, sich bei einem Temperaturanstieg so zu entwickeln, dass diesem Temperaturanstieg entgegengewirkt wird. Wenn eine Reaktion im direkten Sinne exotherm ist, ist die Freisetzung von

kalorische Energie Es wird nicht helfen, dem beobachteten Temperaturanstieg entgegenzuwirken, daher neigt es dazu, sich in die entgegengesetzte Richtung zu entwickeln, wobei die Rückreaktion gegenüber der direkten überwiegt.

Nehmen Sie in ähnlicher Weise eine endotherme Reaktion im direkten Sinne an, bei der Wärme als Reaktant angesichts einer Temperaturerhöhung angesehen werden kann. es wird dazu neigen, diese Wärme zu verbrauchen, um dem Effekt des Temperaturanstiegs entgegenzuwirken, so dass sich das System im direkten Sinne zu Produkten entwickelt.

Druck

Druck und Volumen werden ähnlich behandelt, da sie bei Gasen bekanntlich umgekehrt proportional sind. Deshalb beeinflussen Druckänderungen nur Systeme, die mit Arten in Zustand der gasförmigen Aggregation und bei merklicher Schwankung der Molzahl im Zustand gasförmig.

Wenn der Druck eines Systems ansteigt, wird es sich so entwickeln, dass es dem Druckanstieg entgegenwirkt, das bedeutet eine niedrigere Produktion von Mol Gas. In ähnlicher Weise entwickelt sich das System bei einem Druckabfall dahin, wo eine größere Moleproduktion im gasförmigen Zustand stattfindet, um den Druckabfall wiederherzustellen.

Die Untersuchung kann auf die gleiche Weise vom Volumen aus durchgeführt werden, da eine Möglichkeit zur Erhöhung des Drucks darin besteht, das Volumen zu verringern und umgekehrt.

Es sollte beachtet werden, dass Druck- oder Volumenänderungen die Gleichgewichtskonstante der chemischen Reaktion nicht beeinflussen.

Konzentration

Änderungen der Konzentrationen von Reaktanten oder Produkten führen dazu, dass sich das System auf der Suche nach der Produktion der verringerten Spezies oder der Verbrauch der Art, die erhöht wurde, solange mit konstantem Volumen gearbeitet wird.

Katalysator hinzufügen

Die Zugabe eines Katalysators, d. h. einer Spezies, die nicht an der chemischen Reaktion teilnimmt, zielt darauf ab, die Energie Aktivierung, daher wird das Gleichgewicht schneller erreicht. Mit anderen Worten, es hat keinen Einfluss auf den Fortgang der Reaktion (es verändert das Gleichgewicht nicht), sondern beeinflusst den Geschwindigkeit mit denen es auftritt.

Die verschiedenen Störungen sind in industriellen Prozessen nützlich, um die Produktion bestimmter Verbindungen zu steigern. Betrachten wir als Beispiel den Haber-Prozess zur Herstellung von Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff:

n_2g)+ 3H_2g) NH_{3 (g)}

Sehen wir uns nun an, welche Störungen im Gleichgewicht des Systems vorgenommen werden können, um die Ammoniakproduktion zu erhöhen. Erstens entwickelt sich das System durch Erhöhen des Drucks (oder Verringern des Volumens) bei konstanter Temperatur dahin, wo weniger Mole im gasförmigen Zustand produziert werden. Beobachten wir die Reaktion im direkten Sinne, so würde diese Störung eine Steigerung der Ammoniakproduktion ermöglichen.

Zweitens handelt es sich um einen exothermen Prozess (der Wärme freisetzt); Daher wird eine Abnahme der Temperatur des Systems es ihm ermöglichen, sich dorthin zu entwickeln, wo es erzeugt wird Energie in Form von Wärme, um der Störung entgegenzuwirken, so dass wiederum die Produktion von Ammoniak.

Schließlich zu den Konzentrationen der Arten. Die Zugabe eines der beiden Reaktanten bewirkt, dass sich die Reaktion in Vorwärtsrichtung bewegt, um mehr Ammoniak zu bilden. In der Zwischenzeit wird die Entfernung von Ammoniak aus dem System auch eine Steigerung seiner Produktion ermöglichen, da das System versucht, sich weiterzuentwickeln, um der beobachteten Abnahme entgegenzuwirken.

Themen im Prinzip von Le Chatelier