Kemiallisen tasapainon siirtyminen

O kemiallisen tasapainon muuttaminen on tapa, jolla reaktiojärjestelmä pääsee tilanteesta kemiallinen tasapaino. Tässä muutoksessa nopeus, jolla eteenpäin suuntautuva reaktio (nuoli 1) tapahtuu, on sama kuin käänteinen reaktio (nuoli 2).

Kemiallisen tasapainon yhtälömalli

Joten kemiallisen tasapainon muuttaminen, käänteinen reaktio on etusijalla suoraan reaktioon nähden ja pyrkii muodostamaan reaktantteja A, B, C tai suora reaktio on päinvastainen käänteiseen reaktioon nähden ja pyrkii muodostamaan tuotteen D.

Nämä tapaukset ilmoitti ranskalainen kemisti Henri Louis Le Chatelier. Hän havaitsi, että kun tasapainossa oleva järjestelmä häiriintyy, se pyrkii toimimaan syntyvää häiriötä vastaan ​​ja pyrkii siksi saavuttamaan uuden tasapainotilanteen. Tätä järjestelmäsuuntaa kutsutaan Le Chatelier -periaate.

Le Chatelierin tekemien tutkimusten mukaan ainoat tekijät, jotka pystyvät edistämään kemiallisen tasapainon muuttaminen he ovat:

• Osallistujien keskittyminen;

• Lämpötila;

• Paine.

Pitoisuuden vaikutus tasapainosiirtoon

Reaktion osanottajan pitoisuuden muutos on tekijä, joka voi edistää kemiallisen tasapainon muuttaminen. Yleensä Le Chatelierin periaatteen mukaan tasapaino käyttäytyy yhden osanottajan keskittymän muuttamisen suhteen seuraavasti:

• lisääntynyt keskittyminen: tasapaino liikkuu vastakkaiseen suuntaan kuin osallistuja;

• Pitoisuuden lasku: tasapaino liikkuu samaan suuntaan kuin osallistuja.

Esimerkki tasapainosuhteesta:

Kemiallisen tasapainon yhtälömalli

Niin jos:

• Lisäämme reagenssien pitoisuutta A, B tai C: tasapaino siirtyy päinvastaiseen suuntaan kuin ne, eli se siirtyy oikealle (D: n muodostumissuunta);

• Lisäämme tuotteen D pitoisuutta: tasapaino siirtyy vastakkaiseen suuntaan kuin reagenssit, eli se siirtyy vasemmalle (reaktanttien A, B ja C muodostumisen suunta);

• Pienennämme reagenssien pitoisuutta A, B tai C: tasapaino siirtyy samaan suuntaan, toisin sanoen se siirtyy vasemmalle (reaktanttien muodostumisen suunta);

• Pienennämme tuotteen D pitoisuutta: vaaka siirtyy samaan suuntaan kuin se, eli se siirtyy oikealle (tuotteen muodostumisen suunta).

merkintä: Kiinteiden osallistujien pitoisuuden muuttaminen ei muuta tasapainoa.

Lämpötilan vaikutus tasapainon siirtymään

Lämpötilan muuttaminen kemiallisen reaktion aikana on tekijä, joka voi edistää kemiallisen tasapainon muuttaminen. Tähän lämpötilan muutokseen nähden tasapaino käyttäytyy yleensä Le Chatelierin periaatteen mukaisesti seuraavasti:

Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)

• Nousevassa lämpötilassa: tasapaino siirtyy kohti endotermistä reaktiota;

• Lämpötilan laskussa: tasapaino siirtyy kohti eksotermistä reaktiota.

Analyysin suorittamiseksi lämpötilan vaikutuksesta tasapainoon on välttämätöntä tietää suorien ja käänteisten reaktioiden luonne, jonka määrää reaktion entalpian vaihtelu. Niin jos:

• ∆H positiivinen: endoterminen suora reaktio ja eksoterminen käänteinen reaktio;

• ∆H negatiivinen: eksoterminen suora reaktio ja endoterminen käänteinen reaktio.

Esimerkiksi seuraavasta saldosta:

Kemiallisen tasapainon yhtälömalli

Tällöin eteenpäin suuntautuva reaktio on eksoterminen ja käänteinen reaktio endoterminen, kun sillä on negatiivinen ∆H. Niin jos:

• Nostamme järjestelmän lämpötilaa, tasapaino siirtyy vastakkaiseen suuntaan (endotermisen reaktion kohdalla), toisin sanoen se siirtyy vasemmalle (reaktanttien muodostumisen suunta);

• Alennamme järjestelmän lämpötilaa, tasapaino siirtyy suoraan (eksotermisen reaktion) suuntaan, toisin sanoen se siirtyy oikealle (tuotteen D muodostumissuunta).

Paineen vaikutus tasapainon siirtymiseen

Kemiallisen reaktion aikana paineen muutos ympäristössä on tekijä, joka voi edistää kemiallisen tasapainon muuttaminen. Yleensä Le Chatelierin periaatteen mukaan tasapaino käyttäytyy (a): n kanssa seuraavasti:

• paineen nousu: tasapaino siirtyy kohti pienintä tilavuutta;

• Paineen lasku: tasapaino siirtyy kohti suurempaa äänenvoimakkuutta.

Jotta voidaan analysoida paineen vaikutusta tasapainoon, on välttämätöntä tietää reagenssit ja tuotteet, jotka voidaan määrittää kertoimilla, jotka tekevät yhtälöstä tasapainotetun, kuten esimerkissä seuraa:

Kemiallisen tasapainon yhtälömalli

Siten reagenssien tilavuus on 4 L, joka saadaan kertoimien 1, 2 ja 2 summalla, ja ainutlaatuisen tuotteen tilavuus on 3 L (kertoimella 3 laskettuna).

Näin ollen suhteessa yllä olevaan saldoon, jos:

• Lisäämme järjestelmän painetta, vaaka siirtyy suoraan suuntaan (pienimmältä tilavuudelta, 3 L), eli se siirtyy oikealle (tuotteen D muodostumisen suunta).

• Pienennämme järjestelmän painetta, tasapaino siirtyy vastakkaiseen suuntaan (suurimmasta tilavuudesta, 4 l), toisin sanoen se siirtyy vasemmalle (reagenssien muodostumisen suunta).

merkintä: Paineen lisääminen tai vähentäminen tasapainojärjestelmässä voi edistää siirtymistä vain tilanteissa, joissa reagenssien määrä eroaa tuotteiden tilavuudesta.

Minun luona. Diogo Lopes Dias

Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:

PÄIVÄT, Diogo Lopes. "Kemiallisen tasapainon siirtyminen"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fatores-que-alteram-equilibrio-quimico.htm. Pääsy 28. kesäkuuta 2021.