Ķīmiskā līdzsvara pārvietošana

O mainot ķīmisko līdzsvaru ir veids, kā reakcijas sistēma izkļūst no situācijas ķīmiskais līdzsvars. Šajā maiņā ātrums, kādā notiek reakcija uz priekšu (1. bulta), ir tāds pats kā apgrieztā reakcija (2. bulta).

Vienādojuma modelis ķīmiskajā līdzsvarā

Tātad, laikā mainot ķīmisko līdzsvaru, apgrieztā reakcija dominē pār tiešo reakciju un tiecas veidot reaģentus A, B, C, vai arī tiešā reakcija dominē pār apgriezto reakciju un mēdz veidot produktu D.

Par šiem gadījumiem ziņoja franču ķīmiķis Anrī Luī Le Šeljē. Viņš atklāja, ka tad, ja līdzsvara sistēma ir traucēta, tai ir tendence darboties pret radītajiem traucējumiem un, lai to panāktu, tā cenšas sasniegt jaunu līdzsvara situāciju. Šī sistēmas tendence tiek saukta Le Chatelier princips.

Saskaņā ar Le Chatelier veiktajiem pētījumiem vienīgie faktori, kas var veicināt mainot ķīmisko līdzsvaru viņi ir:

• Dalībnieku koncentrēšanās;

• Temperatūra;

• Spiediens.

Koncentrācijas ietekme uz līdzsvara nobīdi

Reakcijas dalībnieka koncentrācijas izmaiņas ir faktors, kas var veicināt

mainot ķīmisko līdzsvaru. Parasti saskaņā ar Le Chatelier principu attiecībā uz viena no dalībnieku koncentrācijas maiņu līdzsvars darbojas šādi:

• Paaugstināta koncentrēšanās: atlikums pārvietojas pretējā virzienā dalībniekam;

• Koncentrācijas samazināšanās: līdzsvars virzās tajā pašā virzienā, kur dalībnieks.

Līdzsvara attiecību piemērs:

Vienādojuma modelis ķīmiskajā līdzsvarā

Tātad ja:

• Mēs palielinām reaģentu koncentrāciju A, B vai C: līdzsvars tiks pārvietots pretējā virzienā viņiem, tas ir, tas tiks pārvietots pa labi (D veidošanās virziens);

• Mēs palielinām produkta D koncentrāciju: līdzsvars tiks pārvietots pretējā virzienā nekā reaģenti, tas ir, tas tiks pārvietots pa kreisi (reaģentu veidošanās virziens A, B un C);

• Mēs samazinām reaģentu koncentrāciju A, B vai C: līdzsvars tiks pārvietots to pašu virzienā, tas ir, tas tiks pārvietots pa kreisi (reaģentu veidošanās virziens);

• Mēs samazinām produkta D koncentrāciju: līdzsvars tiks pārvietots tajā pašā virzienā kā tas, tas ir, tas tiks pārvietots pa labi (produkta veidošanās virziens).

Piezīme: Mainot stabilu dalībnieku koncentrāciju, bilance netiek mainīta.

Temperatūras ietekme uz līdzsvara nobīdi

Temperatūras maiņa ķīmiskās reakcijas laikā ir faktors, kas var veicināt mainot ķīmisko līdzsvaru. Saistībā ar šīm temperatūras izmaiņām līdzsvars pēc Le Chatelier principa izturas šādi:

Nepārtrauciet tūlīt... Pēc reklāmas ir vairāk;)

• Pieaugošā temperatūrā: līdzsvars pāriet uz endotermisko reakciju;

• Temperatūras samazināšanā: līdzsvars pāriet uz eksotermisko reakciju.

Lai veiktu temperatūras ietekmes uz līdzsvaru analīzi, ir svarīgi zināt tiešo un apgriezto reakciju būtību, ko nosaka reakcijas entalpijas variācijas. Tātad ja:

• ∆H pozitīvs: tiešā endotermiskā reakcija un eksotermiskā apgrieztā reakcija;

• ∆H negatīvs: eksotermiska tiešā reakcija un endotermiskā apgrieztā reakcija.

Piemēram, attiecībā uz šādu atlikumu:

Vienādojuma modelis ķīmiskajā līdzsvarā

Šajā gadījumā ar negatīvu ∆H reakcija uz priekšu ir eksotermiska un reversā reakcija ir endotermiska. Tātad ja:

• Mēs paaugstinām sistēmas temperatūru, līdzsvars tiks pārvietots pretējā virzienā (endotermiskās reakcijas gadījumā), tas ir, tas tiks pārvietots pa kreisi (reaģentu veidošanās virziens);

• Mēs pazeminām sistēmas temperatūru, līdzsvars tiks novirzīts tiešā virzienā (eksotermiskās reakcijas gadījumā), tas ir, tas tiks pārvietots pa labi (produkta D veidošanās virziens).

Spiediena ietekme uz līdzsvara nobīdi

Ķīmiskās reakcijas laikā spiediena izmaiņas vidē ir faktors, kas var veicināt mainot ķīmisko līdzsvaru. Parasti saskaņā ar Le Chatelier principu līdzsvars ar a) darbojas šādi:

• spiediena palielināšanās: līdzsvars virzās uz mazāko tilpumu;

• Spiediena samazināšanās: līdzsvars pāriet uz lielāku tilpumu.

Lai analizētu spiediena ietekmi uz līdzsvaru, ir svarīgi zināt tilpumā noteikto tilpumu reaģenti un produkti, kurus var noteikt pēc koeficientiem, kas padara vienādojumu līdzsvarotu, kā piemērā sekot:

Vienādojuma modelis ķīmiskajā līdzsvarā

Tādējādi reaģentu tilpums ir 4L, ko iegūst pēc koeficientu 1, 2 un 2 summas, un produkta, kas ir unikāls, tilpums ir 3L (ko dod koeficients 3).

Tādējādi attiecībā uz iepriekš minēto atlikumu, ja:

• Mēs palielinām sistēmas spiedienu, līdzsvars tiks novirzīts tiešā virzienā (no mazākā tilpuma, 3L), tas ir, tas tiks pārvietots pa labi (produkta D veidošanās virziens).

• Mēs samazinām sistēmas spiedienu, līdzsvars tiks novirzīts pretējā virzienā (no lielākā tilpuma, 4 L), tas ir, tas tiks pārvietots pa kreisi (reaģentu veidošanās virziens).

Piezīme: Spiediena palielināšana vai samazināšana līdzsvara sistēmā var veicināt pārvietošanos tikai situācijās, kad reaģentu tilpums atšķiras no produktu apjoma.

Autors: Diogo Lopes Dias

Vai vēlaties atsaukties uz šo tekstu skolas vai akadēmiskajā darbā? Skaties:

DIENAS, Diogo Lopes. "Ķīmiska līdzsvara pārvietošana"; Brazīlijas skola. Pieejams: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fatores-que-alteram-equilibrio-quimico.htm. Piekļuve 2021. gada 28. jūnijam.