Definizione del principio di Le Chatelier

disturbi

Quando parliamo di disturbi ci riferiamo a cambiamenti che possono alterare il Bilancia di una reazione chimica. Fondamentalmente, Le Chatelier spiega l'influenza di tre fattori nello specifico che possono essere disturbati, sono: i temperatura, la pressione e la concentrazione delle specie in gioco. Successivamente, vedremo come viene studiato l'effetto prodotto contro i diversi shock.

Temperatura

La temperatura influenzerà la costante di equilibrio della reazione chimica. In questo senso, se si verifica un aumento della temperatura, il sistema cercherà di evolvere in modo da contrastare quell'aumento di temperatura. Se siamo nel caso in cui una reazione è esotermica in senso diretto, il rilascio di

energia calorica Non servirà a contrastare l'aumento di temperatura osservato, quindi tenderà ad evolvere in direzione opposta, con prevalenza della reazione inversa su quella diretta.

Analogamente, supponiamo una reazione endotermica in senso diretto, dove il calore può essere visto come un reagente, a fronte di un aumento della temperatura. tenderà a consumare quel calore per contrastare l'effetto dell'aumento di temperatura, quindi il sistema evolve verso i prodotti, in senso diretto.

Pressione

Pressione e volume hanno un trattamento simile, poiché, come è noto, sono inversamente proporzionali per i gas. Ecco perché i cambiamenti di pressione influenzano solo i sistemi che funzionano con le specie in stato di aggregazione gassosa e dove vi è una variazione apprezzabile nel numero di moli in stato gassoso.

Se la pressione di un sistema aumenta, evolverà in modo tale da contrastare l'aumento di pressione, che implica una minore produzione di moli di gas. Analogamente, se si verifica una diminuzione della pressione, il sistema evolverà verso una maggiore produzione di moli allo stato gassoso per ripristinare la caduta di pressione.

Lo studio può essere fatto allo stesso modo dal volume, poiché un modo per aumentare la pressione è diminuire il volume e viceversa.

Va notato che le variazioni di pressione o di volume non influenzano la costante di equilibrio della reazione chimica.

Concentrazione

Variazioni nelle concentrazioni di reagenti o prodotti faranno muovere il sistema alla ricerca della produzione della specie che era diminuita o del consumo della specie che è stata accresciuta, purché lavorata a volume costante.

Aggiunta di un catalizzatore

L'aggiunta di un catalizzatore, cioè una specie che non partecipa alla reazione chimica, ha lo scopo di ridurre il Energia attivazione, quindi, l'equilibrio viene raggiunto più rapidamente. In altre parole, non ha alcuna influenza sul grado di avanzamento della reazione (non modifica l'equilibrio) ma piuttosto ha un'influenza sul velocità con cui si verifica.

I diversi disturbi sono utili nei processi industriali per aumentare la produzione di determinati composti. Vediamo come esempio il Processo Haber per la produzione di ammoniaca da Azoto e Idrogeno:

n_{2 g)}+ 3H_{2 g)} NH_{3 (g)}

Vediamo allora quali sono i disturbi che si possono apportare al sistema in equilibrio per aumentare la produzione di ammoniaca. In primo luogo, aumentando la pressione (o diminuendo il volume) a temperatura costante, il sistema evolverà verso dove c'è meno produzione di moli allo stato gassoso. Se osserviamo la reazione questa avviene in senso diretto, quindi questo disturbo permetterebbe di aumentare la produzione di ammoniaca.

In secondo luogo, è un processo esotermico (che rilascia calore); quindi, una diminuzione della temperatura del sistema consentirà a quest'ultimo di evolvere verso il luogo in cui viene generato energia sotto forma di calore per contrastare il disturbo, così che, ancora, la produzione di ammoniaca.

Infine, per quanto riguarda le concentrazioni della specie. L'aggiunta di uno dei due reagenti farà muovere la reazione in avanti, cercando di formare più ammoniaca. Nel frattempo, la rimozione dell'ammoniaca dal sistema consentirà anche di aumentarne la produzione grazie al fatto che il sistema cercherà di evolversi per contrastare il calo osservato.

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