Pitoisuuden vaihtelu ja kemiallisen tasapainon siirtyminen

Tasapainossa olevan palautuvan reaktion tasapaino muuttuu vain, jos ulkoisia muutoksia tapahtuu, koska tasapaino ei koskaan muutu itsestään.

Yksi tällainen muutos on konsentraation vaihtelu, johon sisältyy reagenssien tai tuotteiden poistaminen tai lisääminen.

Katsotaanpa esimerkkiä:

• Reagenssien lisääminen:

Jos lisätään tasapainoon enemmän vetykaasua tai enemmän typpikaasua, reagoivien aineiden pitoisuudet kasvavat ja sen myötä myös molekyylien väliset tehokkaat iskut kasvavat, mikä johtaa suuremman suoran ammoniakin muodostumisreaktion kehittymisnopeuteen (NH_{3 g)}).

Tämä tarkoittaa, että reagenssien lisääminen siirtää tasapainon oikealle puolelle kohti tuotteiden muodostumista:

Tämä on sopusoinnussa Le Chatelierin periaate joka sanoo sen kun tasapainossa olevassa järjestelmässä aiheutuu jonkin verran häiriötä, se liikkuu tämän häiriön peruuttamisen suuntaan yrittäen sopeutua uuteen tasapainoon.

Edellä olevassa tapauksessa tapahtuu, että ajan myötä ammoniakin määrä kasvaa saavuttaen taas tasapainon. Täten tuotteiden ja reagenssien konsentraatioiden suhde pysyy vakiona, ts. Tasapainovakion Kc arvo pysyy samana.

Kc = __ [NH₃]²__↑
[N₂]. [H₂]³ ↑

Tämä tapahtuu myös muissa tapauksissa, toisin sanoen mikään reagenssien tai tuotteiden pitoisuuden vaihtelu ei muuta Kc: n arvoa.

• Tuotteiden lisääminen:

Jos lisäämme ammoniakkia lisäämällä sen pitoisuutta, osa siitä muuttuu kaasuiksi typpi ja vety, mikä lisää käänteisen reaktion muodostumisnopeutta reagenssit.

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

Tämä tarkoittaa, että tuotteiden lisääminen siirtää tasapainon vasemmalle kohti reagenssien muodostumista:

• Reagenssien poisto:

Jos poistamme yhden tai molemmat reagensseista, niiden pitoisuudet pienenevät ja siten suoran reaktion kehitysnopeus vähenee. Siten tasapaino siirtyy kohti enemmän reagensseja, mikä on vasemmalla:

• Tuotteen peruuttaminen:

Jos pienennämme tuotteiden konsentraatiota, käänteisen reaktion nopeus laskee ja lisää eteenpäin suuntautuvan reaktion kehitystaajuutta. Tämä tarkoittaa, että tasapaino siirtyy oikealle:

Lyhyesti sanottuna voimme sanoa seuraavat:

On tärkeää korostaa, että kiintoainepitoisuuden vaihtelu ei muuta tasapainoa.

Joten alla olevassa reaktiossa, jos poistamme tai lisätään CO_{2 g)} tai CO_(g), tasapainossa tapahtuu muutos. Mutta jos pienennämme tai lisäämme C: tä_s, mitään ei tapahdu kemiallisen tasapainon kanssa:

Ç_{(s) +} CO_{2 g)} CO 2 CO_(g)

Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta

Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Pitoisuuden vaihtelu ja kemiallisen tasapainon siirtymä"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/variacao-concentracao-deslocamento-equilibrio-quimico.htm. Pääsy 28. kesäkuuta 2021.