Изместване на химическия баланс

О изместване на химическо равновесие е начинът, по който реакционната система излиза от ситуация на химичен баланс. При тази смяна скоростта, с която протича реакцията напред (стрелка 1), е същата като обратната реакция (стрелка 2).

Модел на уравнение в химическо равновесие

Така че, по време на изместване на химическо равновесие, обратната реакция преобладава над директната реакция и има тенденция да образува реактиви А, В, С или директната реакция преобладава над обратната реакция и има тенденция да образува продукта D.

Тези събития са съобщени от френския химик Анри Луи Льо Шателие. Той открива, че когато една система в равновесие е нарушена, тя има тенденция да работи срещу генерираното смущение и за това се стреми да достигне до нова ситуация на равновесие. Тази системна тенденция се нарича принцип на Льо Шателие.

Според проучвания, проведени от Le Chatelier, единствените фактори, способни да насърчават изместване на химическо равновесие те са:

• Концентрация на участниците;

• Температура;

• Налягане.

Влияние на концентрацията върху изместването на баланса

Промяната в концентрацията на участник в реакцията е фактор, който може да насърчи изместване на химическо равновесие. Като цяло, съгласно принципа на Le Chatelier, по отношение на промяната на концентрацията на един от участниците, балансът се държи по следния начин:

• повишена концентрация: балансът се движи в посока, обратна на участника;

• Намаляване на концентрацията: балансът се движи в същата посока като участника.

Пример за равновесна връзка:

Модел на уравнение в химическо равновесие

Така че, ако:

• Увеличаваме концентрацията на реагентите A, B или C: балансът ще бъде изместен в посока, обратна на тях, т.е. ще бъде изместен надясно (посока на формиране на D);

• Увеличаваме концентрацията на продукт D: балансът ще бъде изместен в посока, обратна на тази на реагентите, тоест, той ще бъде изместен наляво (посока на образуване на реактиви А, В и С);

• Намаляваме концентрацията на реагентите A, B или C: равновесието ще бъде изместено в същата им посока, т.е. ще бъде изместено наляво (посока на образуване на реагенти);

• Намаляваме концентрацията на продукт D: балансът ще бъде изместен в същата посока като него, т.е. ще бъде изместен надясно (посока на формиране на продукта).

Забележка: Промяната на концентрацията на солидни участници не променя баланса.

Влияние на температурата върху равновесното изместване

Промяната на температурата по време на химична реакция е фактор, който може да насърчи изместване на химическо равновесие. Във връзка с тази промяна в температурата, като цяло, съгласно принципа на Le Chatelier, везната се държи по следния начин:

Не спирайте сега... Има още след рекламата;)

• При повишаване на температурата: балансът се измества към ендотермична реакция;

• При намаляване на температурата: балансът се измества към екзотермичната реакция.

За да се извърши анализът на влиянието на температурата върху равновесието, от съществено значение е да се знае естеството на преките и обратните реакции, което се определя от вариацията в реакционната енталпия. Така че, ако:

• ∆Н положителен: ендотермична директна реакция и екзотермична обратна реакция;

• ∆H отрицателно: екзотермична директна реакция и ендотермична обратна реакция.

Например по отношение на следния баланс:

Модел на уравнение в химическо равновесие

В този случай, като има отрицателен ∆H, пряката реакция е екзотермична, а обратната реакция е ендотермична. Така че, ако:

• Увеличаваме температурата на системата, равновесието ще се измести в обратна посока (на ендотермичната реакция), тоест ще се измести наляво (посоката на образуване на реагентите);

• Понижаваме температурата на системата, равновесието ще бъде изместено в пряка посока (на екзотермичната реакция), тоест ще бъде изместено надясно (посоката на образуване на продукт D).

Влияние на натиска върху изместването на баланса

По време на химическа реакция, промяната в налягането в околната среда е фактор, който може да насърчи изместване на химическо равновесие. Като цяло, съгласно принципа на Le Chatelier, балансът се държи по следния начин с (а):

• повишаване на налягането: везната се движи към най-малкия обем;

• Намаляване на налягането: балансът се измества към по-голям обем.

За да се анализира влиянието на налягането върху равновесието, е важно да се знае обемът, установен в реактиви и продукти, които могат да се определят от коефициентите, които правят уравнението балансирано, както в примера последвам:

Модел на уравнение в химическо равновесие

По този начин реагентите имат обем 4L, който се получава от сумата на коефициентите 1, 2 и 2, а продуктът, който е уникален, има обем 3L (даден от коефициент 3).

По този начин, по отношение на горното салдо, ако:

• Увеличаваме системното налягане, балансът ще бъде изместен в директна посока (от най-малкия обем, 3L), т.е. ще бъде изместен вдясно (посока на образуване на продукт D).

• Намаляваме налягането в системата, равновесието ще бъде изместено в обратна посока (от най-големия обем, 4 L), тоест ще бъде изместено наляво (посоката на образуване на реагентите).

Забележка: Увеличаването или намаляването на налягането в равновесна система може да допринесе за изместване само в ситуации, когато обемът на реагентите е различен от обема на продуктите.

От мен Диого Лопес Диас

Искате ли да се позовавате на този текст в училище или академична работа? Виж:

ДНИ, Диого Лопес. "Изместване на химическия баланс"; Бразилско училище. Наличен в: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fatores-que-alteram-equilibrio-quimico.htm. Достъп на 28 юни 2021 г.