ความแปรปรวนของอุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลงสมดุลเคมี

โอ หลักการของ Le Chatelier บอกเราว่าเมื่อเกิดการรบกวนต่อระบบในสภาวะสมดุล มันจะเปลี่ยนทิศทางที่ลดแรงที่เกิดจากสิ่งรบกวนนั้นให้เหลือน้อยที่สุดและฟื้นฟูสมดุลทางเคมีใหม่

สิ่งรบกวนเหล่านี้ประการหนึ่งคือ ความแปรผันของอุณหภูมิ. การแปรผันนี้มีความสำคัญเพราะนอกจากจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสมดุลแล้ว ยังจะเปลี่ยนค่าของค่าคงที่สมดุล K_ค.

เพื่อให้คุณเข้าใจมากขึ้นว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร มาดูตัวอย่าง:

K_ค = _[ ที่]²___
[น₂]. [O₂]

ปฏิกิริยาข้างต้นเกิดขึ้นในทิศทางโดยตรงกับการดูดซึมพลังงาน มันคือดูดความร้อน ในทางกลับกัน กระบวนการย้อนกลับเกิดขึ้นจากการปลดปล่อยพลังงาน ซึ่งเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน

ดังนั้น หากเราเพิ่มอุณหภูมิของระบบ สมดุลเคมีจะเปลี่ยนไปสู่ปฏิกิริยาดูดความร้อน ซึ่งในปฏิกิริยานี้จะอยู่ทางด้านขวา เพื่อให้ความร้อนถูกดูดซับและคืนสมดุล

ตรงกันข้ามก็เป็นความจริง ถ้าเราลดอุณหภูมิของระบบนี้ ปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปในทิศทางที่จะปล่อยความร้อน เพราะพลังงานทั้งหมดของปฏิกิริยาจะลดลง ซึ่งหมายความว่าเครื่องชั่งจะเปลี่ยนไปสู่ปฏิกิริยาคายความร้อน ซึ่งในกรณีนี้คือทางซ้าย:

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

ในระยะสั้น:

ในความสัมพันธ์กับค่าคงที่สมดุล (K_ค) เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น จะชอบปฏิกิริยาดูดความร้อนและ NO. มากขึ้น_(ช) เกิดขึ้นโดยเพิ่มความเข้มข้นและลดความเข้มข้นของสารตั้งต้น หมายเหตุในสูตรด้านล่างว่าความเข้มข้นของ NO_(ช) เป็นสัดส่วนโดยตรงกับค่าคงที่ K_คดังนั้นจึงเพิ่มขึ้นด้วย:

แต่ถ้าเราลดอุณหภูมิโดยเปลี่ยนปฏิกิริยาไปสู่ปฏิกิริยาคายความร้อน ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ NO จะลดลงและความเข้มข้นของสารตั้งต้นจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากความเข้มข้นของสารตั้งต้นเป็นสัดส่วนผกผันกับค่าคงที่ Kc จึงจะลดลง:

โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

โฟกาซ่า, เจนนิเฟอร์ โรชา วาร์กัส "การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลงสมดุลเคมี"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/variacao-temperatura-deslocamento-equilibrio-quimico.htm. เข้าถึงเมื่อ 28 มิถุนายน 2021.