Definitie van het principe van Le Chatelier

Storingen

Als we het hebben over storingen, bedoelen we veranderingen die de Evenwicht van een chemische reactie. Kortom, Le Chatelier verklaart de invloed van drie factoren specifiek die kunnen worden gestoord, zijn ze: de temperatuur-, de druk en de concentratie van de soorten die op het spel staan. Vervolgens zullen we zien hoe het effect dat wordt geproduceerd tegen de verschillende schokken wordt bestudeerd.

Temperatuur

De temperatuur zal de evenwichtsconstante van de chemische reactie beïnvloeden. In die zin zal het systeem, als er een temperatuurstijging is, proberen zo te evolueren dat die temperatuurstijging wordt tegengegaan. Als we ons in het geval bevinden waarin een reactie exotherm is in de directe zin, is het vrijkomen van

calorische energie Het zal niet helpen om de waargenomen temperatuurstijging tegen te gaan, dus zal het de neiging hebben om in de tegenovergestelde richting te evolueren, waarbij de omgekeerde reactie prevaleert boven de directe.

Veronderstel evenzo een endotherme reactie in de directe zin, waarbij warmte kan worden gezien als een reactant, in het licht van een temperatuurstijging. het zal de neiging hebben om die warmte te verbruiken om het effect van de temperatuurstijging tegen te gaan, dus het systeem evolueert naar producten, in de directe zin.

Druk

Druk en volume hebben een vergelijkbare behandeling, aangezien ze, zoals bekend, omgekeerd evenredig zijn voor gassen. Dat is de reden waarom veranderingen in druk alleen systemen beïnvloeden die werken met soorten in toestand van gasaggregatie en waar er een merkbare variatie is in het aantal mol in toestand gasvormig.

Als de druk van een systeem toeneemt, zal het zo evolueren dat het de drukstijging tegengaat, dat impliceert een lagere productie van mol gas. Evenzo, als er een drukdaling is, zal het systeem evolueren naar waar er een grotere productie van mollen is in de gasvormige toestand om de drukval te herstellen.

De studie kan op dezelfde manier worden gedaan vanuit het volume, aangezien een manier om de druk te verhogen is om het volume te verlagen en vice versa.

Opgemerkt moet worden dat variaties in druk of volume de evenwichtsconstante van de chemische reactie niet beïnvloeden.

Concentratie

Veranderingen in de concentraties van reactanten of producten zullen ervoor zorgen dat het systeem op zoek gaat naar de productie van de soort die is verminderd of van de consumptie van de soort die is toegenomen, zolang er maar met een constant volume wordt gewerkt.

Een katalysator toevoegen

De toevoeging van een katalysator, dat wil zeggen een soort die niet deelneemt aan de chemische reactie, heeft tot doel de Energie activering, daarom wordt het evenwicht sneller bereikt. Met andere woorden, het heeft geen invloed op de mate van voortgang van de reactie (het verandert het evenwicht niet) maar heeft eerder een invloed op de snelheid waarmee het voorkomt.

De verschillende verstoringen zijn nuttig in industriële processen om de productie van bepaalde verbindingen te verhogen. Laten we als voorbeeld het Haber-proces bekijken voor de productie van ammoniak uit stikstof en waterstof:

N_{2 gram)}+ 3H_{2 gram)} NH_{3 (g)}

Laten we eens kijken wat de verstoringen zijn die in het systeem in evenwicht kunnen worden aangebracht om de productie van ammoniak te verhogen. In de eerste plaats, door de druk te verhogen (of het volume te verlagen) bij constante temperatuur, zal het systeem evolueren naar een plaats waar er minder productie van mollen is in de gasvormige toestand. Als we de reactie observeren, gebeurt dit in directe zin, dus door deze verstoring zou de productie van ammoniak kunnen toenemen.

Ten tweede is het een exotherm proces (waarbij warmte vrijkomt); daarom zal een verlaging van de temperatuur van het systeem het mogelijk maken om te evolueren naar waar het wordt gegenereerd energie in de vorm van warmte om de verstoring tegen te gaan, zodat opnieuw de productie van ammoniak.

Ten slotte wat betreft de concentraties van de soorten. De toevoeging van een van de twee reactanten zal ervoor zorgen dat de reactie in voorwaartse richting beweegt, op zoek naar meer ammoniak. Ondertussen zal de verwijdering van ammoniak uit het systeem het ook mogelijk maken om de productie te verhogen dankzij het feit dat het systeem zal proberen te evolueren om de waargenomen daling tegen te gaan.

Thema's in het principe van Le Chatelier