Зміщення хімічного балансу

О зміщення хімічної рівноваги - це спосіб, яким реакційна система виходить із ситуації хімічний баланс. У цьому зсуві швидкість, з якою відбувається пряма реакція (стрілка 1), така ж, як і зворотна реакція (стрілка 2).

Модель рівняння в хімічній рівновазі

Отже, під час зміщення хімічної рівноваги, обернена реакція переважає над прямою реакцією і має тенденцію до утворення реагентів A, B, C, або пряма реакція переважає над зворотною реакцією і прагне утворити продукт D.

Про ці випадки повідомив французький хімік Анрі Луї Ле Шательє. Він виявив, що коли система в рівновазі порушується, вона, як правило, працює проти породжених порушень і для цього прагне досягти нової ситуації рівноваги. Ця системна тенденція називається принцип Ле Шательє.

Згідно з дослідженнями, проведеними Le Chatelier, єдиними факторами, здатними сприяти зміщення хімічної рівноваги вони є:

• Концентрація учасників;

• Температура;

• Тиск.

Вплив концентрації на зміщення балансу

Зміна концентрації учасника реакції є фактором, який може сприяти

зміщення хімічної рівноваги. Загалом, згідно з принципом Ле Шательє, стосовно зміни концентрації одного з учасників баланс поводиться так:

• Підвищена концентрація: баланс рухається у напрямку, протилежному учаснику;

• Зниження концентрації: баланс рухається в тому ж напрямку, що і учасник.

Приклад співвідношення рівноваги:

Модель рівняння в хімічній рівновазі

Отже, якщо:

• Збільшуємо концентрацію реагентів A, B або C: баланс буде зміщений у протилежному до них напрямку, тобто буде зміщений вправо (напрямок формування D);

• Збільшуємо концентрацію продукту D: баланс буде зміщений у напрямку, протилежному балансу реагентів, тобто буде зміщений вліво (напрямок утворення реагентів А, В і С);

• Ми зменшуємо концентрацію реагентів A, B або C: рівновага буде зміщена в тому ж напрямку, тобто буде зміщена вліво (напрямок утворення реагентів);

• Ми зменшуємо концентрацію продукту D: баланс буде зміщений в тому ж напрямку, що і він, тобто буде зміщений вправо (напрямок формування продукту).

Примітка: Зміна концентрації твердих учасників не зміщує рівновагу.

Вплив температури на рівноважний зсув

Зміна температури під час хімічної реакції є фактором, який може сприяти зміщення хімічної рівноваги. Щодо цієї зміни температури, загалом, згідно з принципом Ле Шательє, баланс поводиться так:

Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)

• При підвищенні температури: баланс зміщується в бік ендотермічної реакції;

• У зниженні температури: баланс зміщується в бік екзотермічної реакції.

Для проведення аналізу впливу температури на рівновагу важливо знати природу прямих та зворотних реакцій, що визначається варіацією ентальпії реакції. Отже, якщо:

• ∆Н позитивний: ендотермічна пряма реакція та екзотермічна зворотна реакція;

• ∆Н негативний: екзотермічна пряма реакція та ендотермічна зворотна реакція.

Наприклад, щодо наступного залишку:

Модель рівняння в хімічній рівновазі

У цьому випадку, маючи від’ємний ∆H, пряма реакція є екзотермічною, а зворотна - ендотермічною. Отже, якщо:

• Підвищуємо температуру системи, рівновага буде зміщена в протилежний бік (ендотермічної реакції), тобто вона буде зміщена вліво (напрямок утворення реагентів);

• Ми знижуємо температуру системи, рівновага буде зміщена в прямому напрямку (екзотермічної реакції), тобто буде зміщена вправо (напрямок утворення продукту D).

Вплив тиску на зміщення балансу

Під час хімічної реакції зміна тиску в навколишньому середовищі є фактором, який може сприяти зміщення хімічної рівноваги. Загалом, згідно з принципом Ле Шательє, баланс поводиться так (а):

• підвищення тиску: баланс рухається до найменшого об’єму;

• Зниження тиску: баланс зміщується в бік більшого обсягу.

Для аналізу впливу тиску на рівновагу важливо знати обсяг, встановлений в реактиви та продукти, які можна визначити за коефіцієнтами, що роблять рівняння збалансованим, як у прикладі дотримуйтесь:

Модель рівняння в хімічній рівновазі

Таким чином, реагенти мають об’єм 4L, який отримують за сумою коефіцієнтів 1, 2 і 2, а продукт, який є унікальним, має об’єм 3L (заданий коефіцієнтом 3).

Таким чином, стосовно залишку вище, якщо:

• Підвищуємо тиск у системі, рівновага буде зміщена в прямому напрямку (від найменшого об'єму, 3L), тобто вона буде зміщена вправо (напрямок утворення продукту D).

• Ми зменшуємо тиск у системі, рівновага буде зміщена в протилежний бік (від найбільшого об'єму, 4 л), тобто вона буде зміщена вліво (напрямок утворення реагентів).

Примітка: Підвищення або зменшення тиску в системі рівноваги може сприяти витісненню лише в ситуаціях, коли обсяг реагентів відрізняється від обсягу продуктів.

Мені Діого Лопес Діас

Хотіли б ви посилатися на цей текст у школі чи академічній роботі? Подивіться:

ДНІ, Діоґо Лопес. «Зміщення хімічного балансу»; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fatores-que-alteram-equilibrio-quimico.htm. Доступ 28 червня 2021 року.