תזוזה של איזון כימי

או העברת שיווי משקל כימי היא הדרך בה מערכת תגובה יוצאת ממצב של איזון כימי. במשמרת זו המהירות בה מתרחשת התגובה קדימה (חץ 1) זהה לתגובה ההפוכה (חץ 2).

מודל של משוואה בשיווי משקל כימי

אז, במהלך העברת שיווי משקל כימי, התגובה ההפוכה גוברת על התגובה הישירה ונוטה ליצור מגיבים A, B, C, או שהתגובה הישירה גוברת על התגובה ההפוכה ונוטה ליצור את התוצר D.

אירועים אלה דווחו על ידי הכימאי הצרפתי הנרי לואי לה שאטלייר. הוא מצא שכאשר מערכת בשיווי משקל מופרעת, היא נוטה לעבוד נגד ההפרעה שנוצרת ולשם כך היא מבקשת להגיע למצב שיווי משקל חדש. מגמה מערכתית זו נקראת העיקרון של לה שאטלייר.

על פי מחקרים שביצעה Le Chatelier, הגורמים היחידים שמסוגלים לקדם העברת שיווי משקל כימי הם:

• ריכוז המשתתף;

• טֶמפֶּרָטוּרָה;

• לַחַץ.

השפעת הריכוז על תזוזת שיווי המשקל

השינוי בריכוז של משתתף בתגובה הוא גורם שיכול לקדם את העברת שיווי משקל כימי. באופן כללי, על פי עקרונו של לה שאטלייר, לגבי שינוי הריכוז של אחד המשתתפים, האיזון מתנהג באופן הבא:

• ריכוז מוגבר: האיזון נע בכיוון ההפוך למשתתף;

• ירידה בריכוז: האיזון נע באותו כיוון כמו המשתתף.

דוגמא ליחסי שיווי משקל:

מודל של משוואה בשיווי משקל כימי

אז אם:

• אנו מגדילים את ריכוז הריאגנטים A, B או C: האיזון יועבר בכיוון ההפוך אליהם, כלומר הוא יועבר ימינה (כיוון היווצרות של D);

• אנו מגדילים את ריכוז המוצר D: האיזון יועבר בכיוון ההפוך לזה של המגיבים, כלומר הוא יועבר שמאלה (כיוון היווצרותם של המגיבים A, B ו- C);

• אנו מורידים את ריכוז הריאגנטים A, B או C: שיווי המשקל יועבר לאותו כיוון, כלומר הוא יועבר שמאלה (כיוון היווצרותם של מגיבים);

• אנו מקטינים את ריכוז המוצר D: האיזון יועבר לאותו כיוון שהוא, כלומר הוא יועבר ימינה (כיוון היווצרות המוצר).

הערה: שינוי ריכוז המשתתפים המוצקים אינו מעביר את האיזון.

השפעת הטמפרטורה על תזוזת שיווי המשקל

שינוי הטמפרטורה במהלך תגובה כימית הוא גורם שיכול לקדם את העברת שיווי משקל כימי. ביחס לשינוי זה בטמפרטורה, באופן כללי, על פי עקרונו של לה שאטלייר, האיזון מתנהג באופן הבא:

• בטמפרטורה עולה: איזון עובר לעבר תגובה אנדותרמית;

• בהפחתת הטמפרטורה: האיזון עובר לעבר התגובה האקסותרמית.

כדי לבצע את ניתוח השפעת הטמפרטורה על שיווי משקל, חשוב לדעת מה טיב התגובות הישירות וההפוכות, הנקבע על ידי וריאציה של אנטלפיית התגובה. אז אם:

• ∆H חיובי: תגובה ישירה אנדותרמית ותגובה הפוכה אקסותרמית;

• ∆H שלילי: תגובה ישירה אקסותרמית ותגובה הפוכה אנדותרמית.

לדוגמא, לגבי האיזון הבא:

מודל של משוואה בשיווי משקל כימי

במקרה זה, על ידי קיום ∆H שלילי, התגובה הקדמית היא אקסותרמית והתגובה ההפוכה היא אנדותרמית. אז אם:

• אנו מעלים את טמפרטורת המערכת, שיווי המשקל יוסט בכיוון ההפוך (של התגובה האנדותרמית), כלומר הוא יועבר שמאלה (כיוון היווצרותם של מגיבים);

• אנו מורידים את טמפרטורת המערכת, שיווי המשקל יועבר לכיוון הישיר (של התגובה האקסותרמית), כלומר יועבר ימינה (כיוון היווצרות המוצר D).

השפעת הלחץ על עקירת שיווי המשקל

במהלך תגובה כימית, שינוי הלחץ בסביבה הוא גורם שיכול לקדם את העברת שיווי משקל כימי. באופן כללי, על פי העיקרון של לה שאטלייה, האיזון מתנהג באופן הבא עם (א):

• עליית לחץ: האיזון נע לכיוון הנפח הקטן ביותר;

• ירידה בלחץ: איזון עובר לעוצמת קול גדולה יותר.

כדי לנתח את השפעת הלחץ על שיווי משקל, חשוב לדעת את הנפח הקבוע ב מגיבים ומוצרים, אשר ניתן לקבוע על ידי המקדמים שהופכים את המשוואה למאוזנת, כמו בדוגמה לעקוב אחר:

מודל של משוואה בשיווי משקל כימי

לפיכך, לריאגנטים נפח של 4 ליטר, המתקבל על ידי סכום המקדמים 1, 2 ו -2, והמוצר, שהוא ייחודי, בנפח 3 ליטר (ניתן על ידי מקדם 3).

לפיכך, ביחס ליתרה לעיל, אם:

• אנו מגבירים את לחץ המערכת, שיווי המשקל יועבר לכיוון הישיר (מהנפח הקטן ביותר, 3L), כלומר הוא יועבר ימינה (כיוון היווצרות המוצר D).

• אנו מורידים את לחץ המערכת, שיווי המשקל יוסט בכיוון ההפוך (מהנפח הגדול ביותר, 4 ליטר), כלומר הוא יועבר שמאלה (כיוון היווצרות ריאגנטים).

הערה: הגדלת או ירידה בלחץ במערכת שיווי משקל יכולה לקדם תזוזה רק במצבים בהם נפח המגיבים שונה מנפח המוצרים.

על ידי. דיוגו לופס דיאס

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fatores-que-alteram-equilibrio-quimico.htm