Ορισμός της Αρχής του Le Chatelier

Διαταραχές

Όταν μιλάμε για διαταραχές αναφερόμαστε σε αλλαγές που μπορούν να αλλάξουν την Ισορροπία του α χημική αντίδραση. Βασικά, ο Le Chatelier εξηγεί την επιρροή των τριών παράγοντες συγκεκριμένα που μπορούν να διαταραχθούν, είναι: το θερμοκρασία, την πίεση και τη συγκέντρωση των ειδών που διακυβεύονται. Στη συνέχεια, θα δούμε πώς μελετάται η επίδραση που παράγεται έναντι των διαφορετικών κραδασμών.

Θερμοκρασία

Η θερμοκρασία θα επηρεάσει τη σταθερά ισορροπίας της χημικής αντίδρασης. Με αυτή την έννοια, εάν υπάρξει αύξηση της θερμοκρασίας, το σύστημα θα επιδιώξει να εξελιχθεί με τέτοιο τρόπο ώστε να εξουδετερώσει αυτή την αύξηση της θερμοκρασίας. Αν βρισκόμαστε στην περίπτωση που μια αντίδραση είναι εξώθερμη με την άμεση έννοια, η απελευθέρωση του

θερμιδική ενέργεια Δεν θα βοηθήσει στην εξουδετέρωση της παρατηρούμενης αύξησης της θερμοκρασίας, επομένως θα τείνει να εξελιχθεί προς την αντίθετη κατεύθυνση, με την αντίστροφη αντίδραση να υπερισχύει της άμεσης.

Ομοίως, ας υποθέσουμε μια ενδόθερμη αντίδραση με την άμεση έννοια, όπου η θερμότητα μπορεί να θεωρηθεί ως αντιδρών, ενόψει μιας αύξησης της θερμοκρασίας. θα τείνει να καταναλώνει αυτή τη θερμότητα για να εξουδετερώσει την επίδραση της αύξησης της θερμοκρασίας, έτσι το σύστημα εξελίσσεται προς προϊόντα, με την άμεση έννοια.

Πίεση

Η πίεση και ο όγκος έχουν παρόμοια μεταχείριση, αφού, όπως είναι γνωστό, είναι αντιστρόφως ανάλογα για τα αέρια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι αλλαγές στην πίεση επηρεάζουν μόνο τα συστήματα που λειτουργούν με είδη κατάσταση αέριας συσσώρευσης και όπου υπάρχει αξιοσημείωτη διακύμανση στον αριθμό των γραμμομορίων στην κατάσταση αεριώδης.

Εάν η πίεση ενός συστήματος αυξηθεί, θα εξελιχθεί με τέτοιο τρόπο ώστε να εξουδετερώσει την αύξηση της πίεσης, που σημαίνει χαμηλότερη παραγωγή γραμμομορίων αερίου. Ομοίως, εάν υπάρξει μείωση της πίεσης, το σύστημα θα εξελιχθεί εκεί όπου υπάρχει μεγαλύτερη παραγωγή mole στην αέρια κατάσταση προκειμένου να αποκατασταθεί η πτώση πίεσης.

Η μελέτη μπορεί να γίνει με τον ίδιο τρόπο από τον όγκο, αφού ένας τρόπος αύξησης της πίεσης είναι η μείωση του όγκου και το αντίστροφο.

Πρέπει να σημειωθεί ότι οι διακυμάνσεις της πίεσης ή του όγκου δεν επηρεάζουν τη σταθερά ισορροπίας της χημικής αντίδρασης.

Συγκέντρωση

Οι αλλαγές στις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων ή των προϊόντων θα αναγκάσουν το σύστημα να κινηθεί προς αναζήτηση της παραγωγής του είδους που μειώθηκε ή του κατανάλωση του είδους που αυξήθηκε, αρκεί να δουλεύεται σε σταθερό όγκο.

Προσθήκη Καταλύτη

Η προσθήκη ενός καταλύτη, δηλαδή ενός είδους που δεν συμμετέχει στη χημική αντίδραση, αποσκοπεί στη μείωση του Ενέργεια ενεργοποίηση, επομένως, η ισορροπία επιτυγχάνεται πιο γρήγορα. Με άλλα λόγια, δεν επηρεάζει τον βαθμό προόδου της αντίδρασης (δεν τροποποιεί την ισορροπία) αλλά μάλλον επηρεάζει την Ταχύτητα με την οποία εμφανίζεται.

Οι διάφορες διαταραχές είναι χρήσιμες σε βιομηχανικές διεργασίες για την αύξηση της παραγωγής ορισμένων ενώσεων. Ας δούμε ως παράδειγμα τη διαδικασία Haber για την παραγωγή αμμωνίας από άζωτο και υδρογόνο:

Ν_{2 g)}+ 3Η_{2 g)} ⟷ NH_{3 (g)}

Ας δούμε λοιπόν ποιες είναι οι διαταραχές που μπορούν να προκληθούν στο σύστημα σε ισορροπία για να αυξηθεί η παραγωγή αμμωνίας. Αρχικά, αυξάνοντας την πίεση (ή μειώνοντας τον όγκο) σε σταθερή θερμοκρασία, το σύστημα θα εξελιχθεί προς εκεί όπου υπάρχει λιγότερη παραγωγή γραμμομορίων σε αέρια κατάσταση. Αν παρατηρήσουμε την αντίδραση αυτό συμβαίνει με την άμεση έννοια, άρα αυτή η διαταραχή θα επέτρεπε την αύξηση της παραγωγής αμμωνίας.

Δεύτερον, είναι μια εξώθερμη διαδικασία (η οποία απελευθερώνει θερμότητα). Επομένως, μια μείωση της θερμοκρασίας του συστήματος θα του επιτρέψει να εξελιχθεί προς το σημείο όπου παράγεται ενέργεια με τη μορφή θερμότητας για την εξουδετέρωση της διαταραχής, έτσι ώστε, πάλι, η παραγωγή του αμμωνία.

Τέλος, όσον αφορά τις συγκεντρώσεις του είδους. Η προσθήκη ενός από τα δύο αντιδρώντα θα αναγκάσει την αντίδραση να κινηθεί προς τα εμπρός επιδιώκοντας να σχηματίσει περισσότερη αμμωνία. Εν τω μεταξύ, η απομάκρυνση της αμμωνίας από το σύστημα θα επιτρέψει επίσης την αύξηση της παραγωγής της χάρη στο γεγονός ότι το σύστημα θα επιδιώξει να εξελιχθεί για να εξουδετερώσει την παρατηρούμενη μείωση.

Θέματα στην Αρχή του Le Chatelier