Definição do Princípio de Le Chatelier

Perturbações

Quando falamos de distúrbios, nos referimos a mudanças que podem alterar o Equilíbrio de uma reação química. Basicamente, Le Chatelier explica a influência de três fatores especificamente que podem ser perturbados, são eles: o temperatura, a pressão e a concentração das espécies em jogo. A seguir, veremos como o efeito produzido contra os diferentes choques é estudado.

Temperatura

A temperatura afetará a constante de equilíbrio da reação química. Nesse sentido, se houver aumento de temperatura, o sistema buscará evoluir de forma a neutralizar esse aumento de temperatura. Se estivermos no caso em que uma reação é exotérmica no sentido direto, a liberação de

energia calórica Não ajudará a neutralizar o aumento de temperatura observado, então tenderá a evoluir na direção oposta, com a reação reversa prevalecendo sobre a direta.

Da mesma forma, suponha uma reação endotérmica no sentido direto, onde o calor pode ser visto como um reagente, em face de um aumento na temperatura. tenderá a consumir esse calor para neutralizar o efeito do aumento da temperatura, então o sistema evolui para produtos, no sentido direto.

Pressão

Pressão e volume têm tratamento semelhante, pois, como se sabe, são inversamente proporcionais para os gases. É por isso que as mudanças na pressão influenciam apenas os sistemas que funcionam com espécies em estado de agregação gasosa e onde há variação apreciável no número de moles no estado gasoso.

Se a pressão de um sistema aumentar, ele irá evoluir de forma a neutralizar o aumento de pressão, que implica em um menor Produção de moles de gás. Da mesma forma, se houver diminuição da pressão, o sistema irá evoluir para onde haja maior produção de moles no estado gasoso a fim de restaurar a queda de pressão.

O estudo pode ser feito da mesma forma a partir do volume, já que uma das formas de aumentar a pressão é diminuir o volume e vice-versa.

Deve-se notar que variações na pressão ou volume não afetam a constante de equilíbrio da reação química.

Concentração

Mudanças nas concentrações de reagentes ou produtos farão com que o sistema se mova em busca da produção da espécie que foi diminuída ou da consumo da espécie que foi aumentada, desde que trabalhada em volume constante.

Adicionando um Catalisador

A adição de um catalisador, ou seja, uma espécie que não participa da reação química, visa reduzir o Energia ativação, portanto, o equilíbrio é alcançado mais rapidamente. Em outras palavras, não tem influência sobre o grau de progresso da reação (não modifica o equilíbrio), mas tem influência sobre o Rapidez com o qual ocorre.

Os diferentes distúrbios são úteis em processos industriais para aumentar a produção de certos compostos. Vejamos como exemplo o Processo Haber para a produção de amônia a partir de Nitrogênio e Hidrogênio:

N_{2 g)}+ 3H_{2 g)} ⟷ NH_{3 (g)}

Vejamos então quais são os distúrbios que podem ser feitos ao sistema em equilíbrio para aumentar a produção de amônia. Em primeiro lugar, ao aumentar a pressão (ou diminuir o volume) a temperatura constante, o sistema irá evoluir para onde haja menor produção de moles no estado gasoso. Se observarmos a reação isso ocorre no sentido direto, então esse distúrbio permitiria aumentar a produção de amônia.

Em segundo lugar, é um processo exotérmico (que libera calor); portanto, uma diminuição na temperatura do sistema permitirá que ele evolua para onde é gerado energia na forma de calor para neutralizar a perturbação, de modo que, novamente, a produção de amônia.

Por fim, quanto às concentrações da espécie. A adição de qualquer um dos dois reagentes fará com que a reação se mova para a frente, buscando formar mais amônia. Entretanto, a retirada do amoníaco do sistema permitirá também aumentar a sua produção graças ao facto de o sistema procurar evoluir para neutralizar a diminuição observada.

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