ქიმიური ბალანსის გადაადგილება

ო ქიმიური წონასწორობის გადატანა რეაქციის სისტემა მდგომარეობიდან გამოსვლის გზაა ქიმიური ბალანსი. ამ ცვლაში სიჩქარის რეაქცია (ისარი 1) ხდება იგივეა, რაც უკუ რეაქცია (ისარი 2).

განტოლების მოდელი ქიმიურ წონასწორობაში

ასე რომ, დროს ქიმიური წონასწორობის გადატანა, შებრუნებული რეაქცია ჭარბობს პირდაპირ რეაქციას და მიდრეკილია შექმნას რეაქტივები A, B, C, ან პირდაპირი რეაქცია ჭარბობს შებრუნებულ რეაქციას და მიდრეკილია შექმნას პროდუქტი D.

ამის შესახებ ფრანგმა ქიმიკოსმა ანრი ლუი ლე შატელიემ აღნიშნა. მან დაადგინა, რომ როდესაც წონასწორობაში მყოფი სისტემა ირღვევა, ის მუშაობს წარმოქმნილი დარღვევების წინააღმდეგ და, ამისათვის, ცდილობს მიაღწიოს ახალ წონასწორობის მდგომარეობას. ამ სისტემის ტენდენციას ეწოდება ლე შატელიეს პრინციპი.

ლე შატელიეს მიერ ჩატარებული კვლევების თანახმად, ერთადერთი ფაქტორია, რომელსაც შეუძლია ხელი შეუწყოს ქიმიური წონასწორობის გადატანა ისინი არიან:

• მონაწილის კონცენტრაცია;

• ტემპერატურა;

• წნევა.

კონცენტრაციის გავლენა ბალანსის ცვლაზე

რეაქციის მონაწილის კონცენტრაციის ცვლილება არის ფაქტორი, რომელსაც შეუძლია ხელი შეუწყოს

ქიმიური წონასწორობის გადატანა. ზოგადად, ლე შატელიეს პრინციპის თანახმად, ერთ-ერთი მონაწილის კონცენტრაციის შეცვლასთან დაკავშირებით ბალანსი შემდეგნაირად იქცევა:

• გაზრდილი კონცენტრაცია: ბალანსი მონაწილის საპირისპირო მიმართულებით მოძრაობს;

• კონცენტრაციის შემცირება: ბალანსი მოძრაობს იმავე მიმართულებით, როგორც მონაწილე.

წონასწორობის ურთიერთობის მაგალითი:

განტოლების მოდელი ქიმიურ წონასწორობაში

ასე რომ, თუ:

• ჩვენ ვზრდით რეაგენტების კონცენტრაციას A, B ან C: ნაშთი გადაინაცვლებს მათ საპირისპირო მიმართულებით, ანუ გადაინაცვლებს მარჯვნივ (D– ს ფორმირების მიმართულება);

• ჩვენ ვზრდით პროდუქტის კონცენტრაციას D: წონასწორობა გადაიტანება რეაქტიული ნივთიერებების საპირისპირო მიმართულებით, ანუ გადაიტანება მარცხნივ (რეაქტივების A, B და C ფორმირების მიმართულება);

• ჩვენ ვამცირებთ რეაგენტების კონცენტრაციას A, B ან C: წონასწორობა გადავა მათივე მიმართულებით, ანუ გადაიტანება მარცხნივ (რეაქტორების წარმოქმნის მიმართულება);

• ჩვენ ვამცირებთ პროდუქტის კონცენტრაციას D: წონასწორობა იმავე მიმართულებით გადავა, რაც მას, ანუ ის გადაინაცვლებს მარჯვნივ (პროდუქტის ფორმირების მიმართულება).

Შენიშვნა: მყარი მონაწილეების კონცენტრაციის შეცვლა არ შეცვლის ბალანსს.

ტემპერატურის გავლენა წონასწორობის გადაადგილებაზე

ქიმიური რეაქციის დროს ტემპერატურის შეცვლა არის ფაქტორი, რომელსაც შეუძლია ხელი შეუწყოს ქიმიური წონასწორობის გადატანა. ტემპერატურის ამ ცვლილებასთან დაკავშირებით, ზოგადად, ლე შატელიეს პრინციპის თანახმად, ბალანსი შემდეგნაირად იქცევა:

ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)

• ტემპერატურის მატებაში: წონასწორობა იცვლება ენდოთერმული რეაქციისკენ;

• ტემპერატურის შემცირებისას: წონასწორობა გადადის ეგზოთერმული რეაქციისკენ.

წონასწორობაზე ტემპერატურის გავლენის ანალიზის ჩასატარებლად აუცილებელია იცოდეთ პირდაპირი და უკუგანვითარებული რეაქციების ხასიათი, რაც განისაზღვრება რეაქციის ენთალპიის ვარიაციით. ასე რომ, თუ:

• ∆H პოზიტიური: ენდოთერმული პირდაპირი რეაქცია და ეგზოთერმული ინვერსიული რეაქცია;

• ∆H უარყოფითი: ეგზოთერმული პირდაპირი რეაქცია და ენდოთერმული ინვერსიული რეაქცია.

მაგალითად, შემდეგ ბალანსთან დაკავშირებით:

განტოლების მოდელი ქიმიურ წონასწორობაში

ამ შემთხვევაში, უარყოფითი ∆H– ით, წინსვლის რეაქცია არის ეგზოთერმული, ხოლო საწინააღმდეგო რეაქცია - ენდოთერმული. ასე რომ, თუ:

• ჩვენ ვზრდით სისტემის ტემპერატურას, წონასწორობა გადავა საპირისპირო მიმართულებით (ენდოთერმული რეაქციის), ანუ გადაიტანება მარცხნივ (რეაქტორების წარმოქმნის მიმართულება);

• ჩვენ ვამცირებთ სისტემის ტემპერატურას, წონასწორობა გადაიტანება პირდაპირი მიმართულებით (ეგზოთერმული რეაქციის), ანუ გადაინაცვლებს მარჯვნივ (D პროდუქტის წარმოქმნის მიმართულება).

წნევის გავლენა წონასწორობის გადაადგილებაზე

ქიმიური რეაქციის დროს, გარემოში წნევის ცვლილება არის ფაქტორი, რომელსაც შეუძლია ხელი შეუწყოს ქიმიური წონასწორობის გადატანა. ზოგადად, ლე შატელიეს პრინციპის თანახმად, ბალანსი (ა) შემდეგნაირად იქცევა:

• წნევის მომატება: ბალანსი მოძრაობს ყველაზე მცირე მოცულობისკენ;

• წნევის შემცირება: ბალანსი გადადის უფრო დიდი მოცულობისკენ.

წონასწორობაზე ზეწოლის გავლენის გასაანალიზებლად აუცილებელია იცოდეთ მოცულობაში დადგენილი წონა რეაქტივები და პროდუქტები, რომელთა დადგენა შესაძლებელია კოეფიციენტებით, რომლებიც განტოლებას აბალანსებს, როგორც მაგალითში გაყოლა:

განტოლების მოდელი ქიმიურ წონასწორობაში

ამრიგად, რეაგენტებს აქვთ 4 ლ მოცულობა, რომელიც მიიღება 1, 2 და 2 კოეფიციენტების ჯამით, ხოლო პროდუქტს, რომელიც უნიკალურია, აქვს 3 ლ მოცულობა (მოცემულია კოეფიციენტის 3-ით).

ამრიგად, ზემოთ ნაშთთან დაკავშირებით, თუ:

• ჩვენ ვზრდით სისტემის წნევას, ბალანსი გადაიტანება პირდაპირი მიმართულებით (უმცირესი მოცულობიდან, 3L), ანუ გადაინაცვლებს მარჯვნივ (D პროდუქტის ფორმირების მიმართულება).

• ჩვენ ვამცირებთ სისტემის წნევას, წონასწორობა გადავა საპირისპირო მიმართულებით (უდიდესი მოცულობიდან, 4 ლ), ანუ გადაიტანება მარცხნივ (რეაგენტების ფორმირების მიმართულება).

Შენიშვნა: წონასწორობის სისტემაში წნევის გაზრდა ან შემცირება ხელს უწყობს გადაადგილებას მხოლოდ ისეთ სიტუაციებში, როდესაც რეაქტიული ნივთიერებების მოცულობა განსხვავდება პროდუქციის მოცულობისგან.

ჩემ მიერ. დიოგო ლოპეს დიასი

გსურთ მიუთითოთ ეს ტექსტი სასკოლო ან აკადემიურ ნაშრომში? შეხედე:

DAYS, დიოგო ლოპესი. "ქიმიური ბალანსის გადაადგილება"; ბრაზილიის სკოლა. Ხელმისაწვდომია: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fatores-que-alteram-equilibrio-quimico.htm. წვდომა 2021 წლის 28 ივნისს.