ความแปรปรวนของความเข้มข้นและการแทนที่ของสมดุลเคมี

ปฏิกิริยาที่ย้อนกลับได้ซึ่งอยู่ในสมดุลจะทำให้สมดุลเปลี่ยนไปได้ก็ต่อเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงจากภายนอก เนื่องจากเครื่องชั่งไม่เคยเปลี่ยนตามความเหมาะสมของมันเอง

การเปลี่ยนแปลงอย่างหนึ่งคือความผันแปรของความเข้มข้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับการขจัดหรือเติมสารทำปฏิกิริยาหรือผลิตภัณฑ์

ลองดูตัวอย่าง:

• การเติมรีเอเจนต์:

หากเราเติมก๊าซไฮโดรเจนหรือก๊าซไนโตรเจนเข้าไปในสภาวะสมดุลมากขึ้น ความเข้มข้นของสารตั้งต้นก็จะเพิ่มขึ้นด้วยจำนวนนั้น แรงกระแทกที่มีประสิทธิภาพระหว่างโมเลกุลของพวกมันก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ส่งผลให้อัตราการพัฒนาของปฏิกิริยาการก่อตัวของแอมโมเนียโดยตรงเพิ่มขึ้น (NH_3(ก.)).

ซึ่งหมายความว่าการเพิ่มรีเอเจนต์จะเปลี่ยนความสมดุลไปทางด้านขวา ไปสู่การก่อตัวของผลิตภัณฑ์:

นี้เป็นไปตาม หลักการของเลอชาเตอลิเยร์ ที่บอกว่า เมื่อเกิดการรบกวนในระบบสมดุล มันจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางของการยกเลิก รบกวนนี้ พยายามปรับให้สมดุลใหม่

ในกรณีข้างต้น เมื่อเวลาผ่านไป ปริมาณแอมโมเนียจะเพิ่มขึ้น และกลับสู่สมดุลอีกครั้ง ดังนั้นอัตราส่วนระหว่างความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์และรีเอเจนต์จะคงที่ กล่าวคือ ค่าของค่าคงที่สมดุล Kc จะยังคงเหมือนเดิม

Kc = __[หืม₃]²__↑
[น₂]. [ห้₂]³ ↑

สิ่งนี้จะเกิดขึ้นในกรณีอื่นๆ ด้วย กล่าวคือไม่มีการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของรีเอเจนต์หรือผลิตภัณฑ์ใดๆ ที่จะเปลี่ยนค่าของ Kc

• การเพิ่มผลิตภัณฑ์:

หากเราเติมแอมโมเนียเพิ่มความเข้มข้นให้มากขึ้น ส่วนหนึ่งของแอมโมเนียก็จะกลายเป็นก๊าซ ไนโตรเจนและไฮโดรเจนเพิ่มอัตราการพัฒนาปฏิกิริยาผกผันของการก่อตัวของ รีเอเจนต์

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

ซึ่งหมายความว่าการเพิ่มผลิตภัณฑ์จะเปลี่ยนความสมดุลไปทางซ้าย ไปสู่การก่อตัวของรีเอเจนต์:

• การกำจัดสารทำปฏิกิริยา:

ถ้าเราเอาสารตัวใดตัวหนึ่งหรือทั้งสองตัวออก ความเข้มข้นของพวกมันจะลดลงและด้วยเหตุนี้ อัตราการพัฒนาของปฏิกิริยาโดยตรงจะลดลง ดังนั้น ความสมดุลจะถูกเลื่อนไปสู่การก่อตัวของสารตั้งต้นมากขึ้น ซึ่งอยู่ทางซ้าย:

• การถอนสินค้า:

ถ้าเราลดความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ อัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับจะลดลง เพิ่มอัตราการพัฒนาของปฏิกิริยาไปข้างหน้า ซึ่งหมายความว่ายอดคงเหลือจะเลื่อนไปทางขวา:

สั้นๆ เราสามารถพูดได้ดังนี้:

สิ่งสำคัญคือต้องเน้นว่า การแปรผันของความเข้มข้นของของแข็งไม่เปลี่ยนสมดุล

ดังนั้น ในปฏิกิริยาด้านล่าง หากเราลบหรือเติม CO_2(ก.) หรือ CO_(ช)จะมีการเปลี่ยนแปลงสมดุล แต่ถ้าเราลดหรือเติม C_(ส), สมดุลเคมีจะไม่มีอะไรเกิดขึ้น:

ค_{(ส) +} CO_2(ก.) ↔ 2 CO_(ช)

โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

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