Принцип ле шателье описывает характер влияния на состояние химического равновесия – Прогнозирование смещения химического равновесия. Принцип Ле-Шателье. Состояние химического равновесия зависит от целого ряда факторов, основные из которых

Принцип Ле Шателье в химии :: SYL.ru

В некоторых случаях вещества, получающиеся в результате реакции, либо взаимодействуют между собой, либо распадаются, и тогда в системе одновременно протекают две реакции: прямая (образуются продукты реакции) и обратная (вновь синтезируются исходные вещества). В случае совпадения скоростей прямого и обратного процессов в рассматриваемой системе наступает равновесие, которое называется химическим. Это динамичное равновесие, поскольку сама реакция не прекращается, но образуется и распадается одновременно одинаковое количество вещества. При неизменных температуре и давлении такая ситуация может сохраняться довольно долго. В графическом виде она представлена ниже. Под эквивалентной скоростью подразумевается некая константа, равная одновременно скоростям прямой и обратной реакции.

Принцип смещения химического равновесия

Принцип смещения (сдвига) равновесия открыл в 1884 году Ле Шателье. Позже его обобщил Карл Фердинанд Браун (1887 г.). Поэтому в настоящее время он носит сдвоенное название — принцип Ле Шателье-Брауна. Этот закон используется как в химии, так и в термодинамике, электродинамике, экологии и биохимии. Существует много формулировок, но суть каждой из них сводится к следующему: «При оказании на систему, находящуюся в равновесном состоянии, какого-либо воздействия, химическое равновесие смещается таким образом, чтобы компенсировать это изменение (т. е. система будет пытаться восстановить баланс)». Описываемый принцип можно наглядно продемонстрировать с помощью следующей системы. Имеется пружина, прикрепленная к неподвижной опоре. В состоянии покоя эта система находится в равновесии. Если пружину растянуть, то равновесие сместится в сторону внешнего воздействия. Однако при этом в системе также нарастает противодействие. И в какой-то момент силы противодействия и внешнего воздействия становятся равны друг другу, в результате чего наступает новое равновесное состояние.

Принцип Ле Шателье можно использовать только для систем, находящихся в равновесии, в противном случае результаты анализа будут неверными. Существуют три основных параметра, изменение которых вызывает смещение химического равновесия: давление, температура и концентрация химических веществ.

Температура

Изменение температуры — наиболее частая причина сдвига химического равновесия, что вполне объяснимо, ведь на этот фактор повлиять намного легче, чем, например, на давление. Здесь следует упомянуть, что реакции разделяются на два типа по термическому эффекту. Среди них следующие: экзотермические (с выделением тепла) и эндотермические (с его поглощением). Как будет смещаться в данном случае химическое равновесие? Принцип Ле Шателье в этом случае сводится к следующему: с увеличением температуры равновесие смещается в сторону реакции, проходящей с поглощением тепла, а при её уменьшении, соответственно, в противоположную сторону. Так, если для реакции, изображённой ниже, повысить температуру, равновесие сдвинется в правую сторону.

Большинство прямых реакций экзотермические, а обратных — эндотермические (это не правило, а, скорее, наблюдение, из которого можно найти множество исключений).

Давление

С изменением давления трансформируется следующий параметр системы — её объём (он увеличивается или уменьшается), поэтому воздействие с помощью этого параметра оказывает особенно сильное влияние на системы, в которых присутствуют газы. В этом случае принцип химического равновесия заключается в следующем. Если давление в системе увеличивается, то равновесие сдвигается в сторону сокращения числа молекул газа, а при уменьшении давления равновесие движется в противоположном направлении. Если число молекул газа во время реакции не изменяется, то равновесие не смещается при изменении давления, как, например, в следующей реакции.

Однако на практике такой принцип верен лишь для идеальных газов, поскольку все реальные обладают разной сжимаемостью. Таким образом, даже если число молекул газа остаётся неизменным, равновесие может зависеть от давления. На практике это будет заметно при высоких давлениях. В случае жидких и твердых веществ изменение давления фактически не влияет на равновесие из-за малых объемов, занимаемых такими веществами. При рассмотрении смешанных систем учитывают только молекулы газа.

Смещение равновесия в системе в результате изменения концентрации любого вещества, участвующего в реакции

В ходе изменения концентрации какого-либо вещества принцип Ле Шателье работает следующим образом. При увеличении концентрации продуктов реакции равновесие смещается в сторону обратной реакции, при уменьшении количества образующихся веществ равновесие двигается в противоположную сторону.

Что будет, если добавить инертный газ

Изменить объем системы можно не только сжав ее или ослабив давление, но и путем добавления инертного газа, который не будет вступать в реакцию. Что будет с системой при добавлении в нее, например, гелия? На самом деле, скорее всего, ничего не произойдет, поскольку соотношение участвующих в реакции веществ не изменится, а для хода процесса имеет значение не общее давление системы, а парциальное каждого компонента.

Влияние катализаторов

На смещение химического равновесия количество катализатора и вообще его наличие влияния не оказывают. Это происходит ввиду того, что этот элемент одинаково ускоряет и прямую, и обратную реакцию, сохраняя равновесие в системе неизменным.

Способ изучения химического равновесия

Детальное рассмотрение химических равновесий очень важно для полного понимания процесса. Одним из наиболее часто применяемых приёмов является так называемый метод замораживания равновесий. Так, происходит быстрое охлаждение системы, находящейся в сбалансированном состоянии. Равновесие просто не успевает сместиться, а при низких температурах скорость большинства процессов замедляется практически до нуля. Благодаря этому можно полностью проанализировать состав смеси при любой температуре (концентрации веществ, участвующих в реакции, при нуле градусов будет соответствовать количеству компонентов при той температуре, с которой началось понижение). Такой опыт проводят несколько раз с реакциями, протекающими в обоих направлениях.

Существует ли полная необратимость

Полностью сдвинуть химическое равновесие в одну сторону невозможно. Даже при кажущемся абсолютном смещении всегда останется небольшое число молекул, которые будут вступать в обратную реакцию.

На практике фактически все реакции обратимы, а насколько сильно будет виден этот эффект, часто зависит от температуры (нередко равновесие просто сильно смещено в одно сторону, поэтому оно становится заметным лишь при смене условий). Именно из-за этой распространенности обратимых химических реакций изучение равновесия особенно важно.

Примеры синтезов, в которых во время производства смещается химическое равновесие

На производстве химическое равновесие обычно смещают в направлении прямой реакции для получения, соответственно, продуктов реакции. Существует множество примеров таких синтезов: получение аммиака, оксида серы (VI), оксида азота (II) и т. д.

www.syl.ru

Химическое равновесие. Принцип Ле – Шателье — Мегаобучалка

Реакции, которые протекают в одном направлении и идут до конца, называются необратимыми. Их не так много. Большинство реакций являются обратимыми, т.е. они протекают в противоположных направлениях и не идут до конца. Например, реакция J2 + H2 D 2HJ при 350°С является типичной обратимой реакцией. В этом случае устанавливается подвижное химическое равновесие и скорости прямого процесса и обратного делаются равными.

Химическое равновесие – такое состояние системы реагирующих веществ, при котором скорости прямой и обратной реакций равны между собой.

Химическое равновесие называют динамическим равновесием. При равновесии протекают и прямая, и обратная реакции, их скорости одинаковы, вследствие чего изменений в системе не заметно.

Концентрации реагирующих веществ, которые устанавливаются при химическом равновесии, называются равновесными концентрациями. Обычно их обозначают при помощи квадратных скобок, например, [J2], [H2], [HJ].

Количественной характеристикой химического равновесия служит величина, называемая константной химического равновесия. Для реакции в общем виде: mA + nB = pC + qD

Константа химического равновесия имеет вид:

Она зависит от температуры и природы реагирующих веществ, но не зависит от их концентрации. Константа равновесия показывает, во сколько раз скорость прямой реакции больше скорости обратной реакции, если концентрации каждого из реагирующих веществ равна 1 моль/л. В этом физический смысл К.

Направление смещения химического равновесия при изменениях концентрации реагирующих веществ, температуры и давления (в случае газовых реакций) определяется общим положением, известным под названием принципа подвижного равновесия или принципа Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, производится какое-либо внешнее воздействие (изменяется концентрация, температура, давление), то оно благоприятствует протеканию одной из двух противоположных реакций, которая ослабляет воздействие.

Следует отметить, что все катализаторы одинаково ускоряют как прямую, так и обратную реакции и поэтому на смещение равновесия влияние не оказывают, а только способствуют более быстрому его достижению.



Примеры решения задач

Пример 1.

Рассчитайте температурный коэффициент скорости реакции, зная, что с повышением температуры на 70 °С скорость возрастает в 128 раз.

Решение:

Для расчета используем правило Вант-Гоффа:

Ответ: 2

Пример 2.

При какой температуре закончится некоторая реакция за 0,5 мин, если при 70°С она заканчивается за 40 мин? Температурный коэффициент реакции равен 2,3.

Решение:

Для расчета используем правило Вант-Гоффа.Находим t2:

Ответ: 122,6 0С

 

Пример 3.

Во сколько раз изменится скорость прямой реакции N

2(г)+3Н2(г)=NH3(г), если давление в системе увеличить в 2 раза?

Решение:

Увеличение давления в системе в 2 раза равносильно уменьшению объема системы в 2 раза. При этом концентрации реагирующих веществ возрастут в 2 раза. Согласно закону действия масс, начальная скорость реакции равна Vн = k·[N2]·[H2]3.

После увеличения давления в 2 раза концентрации азота и водорода увеличатся в 2 раза, и скорость реакции станет равна Vк = k·2[N2]·23[H2]3 = k·32[N2]·[H2]3. Отношение Vк/Vн показывает, как изменится скорость реакции после изменения давления. Следовательно, Vк/Vн = k·32[N2]·[H2]3/(k·[N2]·[H2]3) = 32.

Ответ: скорость реакции увеличится в 32 раза.

Пример 4.

Эндотермическая реакция разложения пентахлорида фосфора протекает по уравнению РС15(г) ↔ РС13(г) + С12

(г) ; ∆Н = +92,59 кДж. Как надо изменить: а) температуру; б) давление; в) концент­рацию, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции — разложения РС15?

Решение:

Смещением или сдвигом химического равновесия называют изменение равновесных концентраций реагирующих веществ в результате изменения одного из условий реакции. Направление, в котором сместилось равновесие, определяется по принципу Ле Шателье: а) так как реакция разложения РС15 эндотермическая ( H > 0), то для смещения равновесия в сторону прямой реакции нужно повысить температуру: б) так как в данной системе разложение РС15 ведет к увеличению объема (из одной молекулы газа образуются две газообразные молекулы), то для смещения равновесия в сторону прямой реакции надо уменьшить давление; в) смещения равновесия в указанном направлении можно достигнуть как увеличением концентрации РС15, так и уменьшением концентрации РС13 или Сl2.

 

megaobuchalka.ru

Химическое равновесие. Принцип Ле Шателье

Химическое равновесие. Принцип Ле Шателье

Химические реакции, в результате которых исходные вещества полностью превращаются в продукты реакции, называют необратимыми.

Реакции, продукты которых в тех же условиях способны реагировать друг сдругом, образуя исходные вещества, называют обратимыми.

 

 

 


Реакцию между исходными веществами называют прямой , ее скорость обозначается v → .

Реакцию между образовавшимися веществаминазывают обратной ее скорость обозначается v ← .

В соответствии с законом сохранения масс в начальный момент времени величина скорости прямой реакции имеет максимальное значение, тогда как величина скорости обратной реакции равна нулю.

Со временем концентрация исходных веществ уменьшается, а концентрация продуктов реакции, напротив, возрастает. Как следствие, уменьшается скорость прямой реакции и растет скорость обратной реакции. В тот момент, когда обе скорости становятся равными , система переходит в равновесное состояние.

Следовательно,

химическое равновесие можно определить как такое состояние системы реагирующих веществ, при котором скорости прямой и обратной реакций равны между собой.

Молярные концентрации участвующих в реакции веществ перестаюти зменяться, их называют равновесными, обозначая [ ]р.

Например, для гомогенной реакции 2SО2 + О2 = 2SO3:

v = k[SO2]2[O2] и v= k[SO3]2.

С наступлением химическогоравновесия: v = v .

k [ SO 2 ]2р[ O2 ]р = k [SO3]2р

K х.р = k /k = [ SO3]2р / [SO2]2р[O2]р

Где: K х.р – константа химического равновесия;

[ SO 2]р, [O2]р, [SO3]р– молярное равновесие концентрации.

По величине K х.р > 1 выход продуктов реакции большой;

при K х.р < 1 выход продуктов реакции незначителен.

Химическое равновесие сохраняется до тех пор, пока остаются неизменными условия, в которых система находится. Изменение условий (концентрация веществ, температура, давление) вызывает нарушение равновесия. Через некоторое время химическое равновесие восстанавливается, но уже в новых, отличных от предыдущих условиях.Такой переход системы из одного равновесного состояния в другое называется смещением (сдвигом) равновесия.

Направление смещения подчиняется принципу Ле-Шателье:

если на систему, находящуюся в равновесии, производится какое - либо внешнее воздействие (изменяется концентрация, температура, давление), то оно благоприятствует протеканию той из двух противоположных реакций, которая ослабляет воздействие.

• При увеличении концентрации одного из исходных веществ равновесие смещается в сторону большего расхода этого вещества , усиливается прямая реакция.

• Уменьшение концентрации исходных веществ смещает равновесие в сторону образования этих веществ, т.к. усиливается обратная реакция.

• При увеличении давления равновесие смещается в сторону уменьшения числа молекул газообразных веществ, т. е. в сторону понижения давления.

• При уменьшении давления равновесие смещается в сторону возрастания числа молекул газообразных веществ, т. е. в сторону увеличения давления.

• Если реакция протекает без изменения числа молекул газообразных веществ, то давление не влияет на положение равновесия в этой системе.

• При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции.

• При понижении температуры - в сторону экзотермической реакции.

examchemistry.com

Прогнозирование смещения химического равновесия. Принцип Ле-Шателье. Состояние химического равновесия зависит от целого ряда факторов, основные из которых

Состояние химического равновесия зависит от целого ряда факторов, основные из которых - температура, давление и концентрация. При изменении хотя бы одного из них равновесие нарушается и концентрации реагирующих веществ изменяются до тех пор, пока не установится новое равновесие, но уже при иных значениях равновесных концентраций.

Переход реакционной системы из одного состояния равновесия к другому называется смещением или сдвигом химического равновесия.

Влияние различных факторов на состояние равновесия качественно описывается принципом смещения равновесия, сформулированным французским физико - химиком Анри Ле Шателье: eсли на систему, находящуюся в равновесии производится какое-либо воздействие (изменяется концентрация, температура, давление), то равновесие смещается в направлении процесса, ослабляющего произведенное воздействие.

Поясним на примере реакции синтеза аммиака:

           N2 + 3 H2 2 NH3DH0 = - 46кДж/моль

1)При увеличении концентрации хотя бы одного из реагентов равновесие смещается в сторону образования продуктов, а при добавлении продуктов – в сторону реагентов. Если увеличить концентрацию азота или водорода , то равновесие сместится вправо, в сторону расходования реагентов , в сторону уменьшения концентрации этих веществ. Увеличение концентрации NH3 сместит равновесие влево.

 

2)Повышение температуры вызывает смещение равновесия в сторону эндотермической реакции, а понижение - в сторону экзотермической. Реакция синтеза аммиака идет с выделением тепла (экзотермическая), поэтому повышение Т смещает равновесие влево, а понижение- вправо. Однако в промышленных условиях синтез аммиака проводят при довольно высоких температурах т.к. при низких Т хотя и достигается больший выход целевого продукта, но скорость установления равновесия настолько мала, что экономичнее синтезировать аммиак с меньшим выходом, но за более короткий срок. Но снижение выхода компенсируется увеличением давления. Одновременное повышение t до 450-5500С и увеличение давления от 15 до100мПа ускоряет процесс достижения равновесия и увеличивает выход продукта.

 

3)Повышение давления в равновесной системе вызывает реакцию, сопровождающуюся уменьшением числа частиц в газовой фазе, равновесие смещается в сторону меньшего числа газообразных частиц.

В данной реакции увеличение давления сместит равновесие вправо, а уменьшение - влево.

Принцип Ле Шателье применим не только к гомогенным системам , но и к гетерогенным. Гомогенные реакции протекают в однофазной системе и во всем объеме, гетерогенные - в многофазной , на поверхности раздела фаз.

В качестве примера рассмотрим гетерогенную реакцию восстановления оксида углерода (IV).

            С(тв ) + СО2(г) 2СО(г) DH0 = 172,46 кДж

1)Увеличение концентрации СО2(г) сместит равновесие вправо, а СО влево.

2)Поскольку процесс эндотермический, то нагревание сместит равновесие вправо, в сторону увеличения выхода СО, а ее охлаждение - влево.

3)Повышение давления будет препятствовать протеканию прямого процесса, уменьшение - способствовать ему.

Буферные системы и их роль в организме человека

studopedia.net

Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье

Количество просмотров публикации Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье - 728

Химическое равновесие остается неизменным до тех пор, пока постоянны параметры, при которыхоно установилось. При изменении условий равновесие нарушается. Через неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ время в системе вновь наступает равновесие, характеризующееся новым равенством скоростей и новыми равновесными концентрациями всœех веществ. Процесс перехода системы от одного равновесного состояния к другому принято называть смещением или сдвигом химического равновесия.

Равновесие смещается в ту или иную сторону потому, что изменение условий по-разному влияет на скорости прямой и обратной реакций. Равновесие смещается в сторону той реакции, скорость которой при нарушении равновесия становится больше. К примеру, в случае если при изменении внешних условий равновесие нарушается так, что скорость прямой реакции становится больше скорости обратной реакции (V® > V), то равновесие смещается вправо.

В общем случае направление смещения равновесия определяетсяпринципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказывать внешнее воздействие, то равновесие смещается в том направлении, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ ослабляет эффект внешнего воздействия.

Смещение равновесия должна быть вызвано:

- изменением температуры;

- изменением концентрации одного из реагентов;

- изменением давления.

Остановимся на влиянии каждого из этих факторов на состояние химического равновесия более подробно.

Изменение температуры.Повышение температуры вызывает увеличение константы скорости эндотермического процесса (DH0Т > 0 и DU0Т > 0) и уменьшение константы скорости экзотермического процесса (DH0Т < 0 и DU0Т < 0), следовательно, при повышении температуры равновесие смещается в сторону протекания эндотермической реакции, а при понижении температуры – экзотермической реакции.

К примеру:

N2(г) + 3H2(г) Û 2NH3(г) DH0Т = -92,4 кДж/моль,

ᴛ.ᴇ. прямой процесс экзотермический, следовательно, при увеличении температуры равновесие сместится влево (в сторону протекания обратной реакции).

Изменение концентрации.При увеличении концентрации какого-либо из веществ равновесие смещается в сторону расхода этого вещества, а уменьшение концентрации какого-либо вещества смещает равновесие в сторону его образования.

К примеру, для реакции 2HCl(г) Û H2(г) + Cl2(г)

увеличение концентрации хлороводорода приводит к смещению равновесия вправо (в сторону протекания прямой реакции). Этот же результат можно получить при уменьшении концентрации водорода или хлора.

Изменение давления.В случае если в реакции участвует несколько газообразных веществ, то при повышении давления равновесие смещается в сторону образования меньшего количества молей газообразных веществ в газовой смеси и, соответственно, в сторону уменьшения давления в системе. Наоборот, при понижении давления равновесие смещается в сторону образования большего количества молей газа, что вызывает увеличение давления в системе.

Пример:

N2(г) + 3H2(г) Û 2NH3(г).

1 моль + 3 моль Û 2 моль

При увеличении давления в системе равновесие данной реакции смещается вправо (в сторону протекания прямой реакции).

В случае если в прямой и обратной реакциях участвует одинаковое количество молей газообразных веществ, то изменение давления не вызывает смещения химического равновесия.

Катализатор на смещение равновесия влияния не оказывает, он только ускоряет наступление химического равновесия.

referatwork.ru

Смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье

Химическое равновесие называют динамическим, или подвижным, что указывает на постоянное протекание прямого и обратного процессов. Изменяя внешние условия и оказывая воздействие на равновесную систему, можно вызывать смещение установившегося динамического равновесия, управлять химическими процессами.

Смещать химическое равновесие можно, пользуясь принципом Ле-Шателье:

Принцип Ле-Шателье: Eсли система находится в состоянии равновесия, то при любом воздействии на нее, вызывающем нарушение этого равновесия (изменении концентрации, давления или температуры), система переходит в такое состояние, в котором эффект внешнего воздействия ослабевает.

Впервые этот принцип сформулировал в 1885 году французский ученый Анри Луи Ле-Шателье, а в 1887 году теоретически обосновал немецкий ученый Карл Фердинанд Браун. Принцип Ле-Шателье (принцип Ле-Шателье – Брауна) универсален, может применяться не только для химических процессов, но и для физических, физико-химических, таких как кристаллизация, растворение, фазовые переходы (кипение, плавление, конденсация, сублимация) и др.

Влияние изменения концентрации на смещение химического равновесия.

Если в систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, ввести дополнительные количества одного из веществ, участвующих в реакции, то скорости прямого и обратного процессов изменятся, но таким образом, что система снова придет в состояние равновесия. В этом новом состоянии концентрации всех веществ будут отличаться от первоначальных, но соотношение между ними (определяемое константой равновесия) останется прежним. Иначе говоря, в равновесной системе нельзя изменить концентрацию только одного из веществ, не вызывая изменений концентраций всех остальных. В соответствии с принципом Ле-Шателье в обратимой системе равновесие смещается в сторону того процесса, который уменьшает концентрацию дополнительно вводимого вещества.

Ввести дополнительное количество водорода, то скорость прямого процесса возрастет (согласно закону действующих масс), т.е. равновесие сместится в сторону образования аммиака (вправо). Если в эту систему ввести дополнительное количество аммиака, то возрастет скорость обратного процесса, равновесие сместится в сторону разложения аммиака, образования азота и водорода (влево).

Влияние изменения температуры на смещение химического равновесия.

Если прямая реакция протекает с выделением энергии (экзотермическая), то обратная реакция протекает с поглощением энергии (эндотермическая), причем тепловые эффекты обеих реакций равны по модулю и противоположны по знаку. При установлении химического равновесия в системе наступает состояние теплового баланса.

Если нагревать равновесную систему (повышать температуру), то согласно принципу Ле-Шателье химическое равновесие сместится в сторону эндотермической реакции, сопровождаемой поглощением теплоты, и влияние внешнего воздействия, обусловленное нагреванием системы, ослабеет. Если от равновесной системы начать отводить тепло (охлаждать систему, понижать температуру), то химическое равновесие сместится в сторону экзотермической реакции, сопровождаемой выделением тепла.

необходимо сместить равновесие в сторону прямой реакции (вправо) для повышения выхода конечного продукта — Nh4. В связи с тем, что прямая реакция синтеза аммиака экзотермическая, следует отводить тепло от системы, понижать температуру. С этой целью в колонне синтеза предусмотрено охлаждение катализаторной коробки и отвод теплоты в теплообменнике новыми порциями холодной азото-водородной смеси. Однако следует помнить, что беспредельно снижать температуру в системе нельзя, т.к. при понижении температуры уменьшается скорость реакции (как прямой, так и обратной). В промышленности находят разумный компромисс и выбирают оптимальные температурные условия для синтеза (в данном случае 450°С).

Влияние изменения давления на смещение химического равновесия.

В газообразной системе при повышении давления согласно принципу Ле-Шателье равновесие реакции смещается в направлении образования веществ, занимающих меньший объем, и наоборот, понижение давления приводит к смещению равновесия в сторону той реакции, которая сопровождается увеличением объема. Следует помнить, что изменением объемов твердых и жидких веществ пренебрегают.

видно, что прямой процесс сопровождается уменьшением объема: из 1 моль азота и 3 моль водорода образуется только 2 моль аммиака. Повышение давления в системе приведет к смещению равновесия вправо, в сторону прямой реакции синтеза. В результате такого смещения общее число молекул в системе уменьшится и приложенное давление снизится. Таким образом, для повышения выхода аммиака в промышленных установках приходится постоянно поддерживать высокое давление.

Катализатор на смещение равновесия влияния не оказывает, он в равной мере ускоряет как прямую, так и обратную реакции, приближая момент наступления химического равновесия.

estnauki.ru

Принцип Ле-Шателье - HimHelp.ru

Направление смещения химического равновесия при изменениях концентрации реагирующих веществ, температуры и давления (в слу­чае газовых реакций) определяется общим положением, известным под названием принципа подвижного равновесия или принципа Ле Шателье:

если на систему, находящуюся в равновесии, производится какое—либо внешнее воздействие (изменяется концентрация, температура, давление), то оно благоприятствует протеканию той из двух противоположных реакций, которая ослабляет воздействие.

Поясним это на примере реакции синтеза аммиака:

                               ,         ∆H = -46,2 кДж/моль

                                2 объема      1 объем

Если внешнее воздействие выражается в увеличении концентрации азота или водорода, то оно благоприятствует реакции, вызывающей уменьшение концентрации этих веществ, и, следовательно, равновесие сместится в сторону образования аммиака. Соответственно увеличение концентрации аммиака смещает равновесие в сторону исходных ве­ществ.

Поскольку прямая реакция, как видно из уравнения, протекает с выделением теплоты, повышение температуры смеси благоприятствует протеканию реакции с поглощением теплоты, и равновесие сместится в сторону исходных веществ; понижение температуры вызовет смещение равновесия в сторону продукта реакции.

Чтобы определить влияние давления на смещение равновесия, необходимо подсчитать число молекул в левой и правой частях урав­нения. В приведенном примере в левой части уравнения содержится две молекулы, а в правой — одна. Поскольку увеличение давления должно благоприятствовать процессу, ведущему к уменьшению числа молекул, то в данном случае равновесие сместится в сторону продукта реакции. Очевидно, уменьшение давления сместит равновесие в сторо­ну исходных веществ.

Если же в уравнении обратимой реакции число молекул в левой части равно числу молекул в правой части, например

N2 + О2   2NO

то изменение давления не вызывает смещения химического равнове­сия.

Следует заметить, что все катализаторы одинаково ускоряют как прямую, так и обратную реакции и поэтому на смещение равновесия влияния не оказывают, а только способствуют более быстрому его достижению.

www.himhelp.ru

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *