ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ
Частина І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ
Розділ 4. ШВИДКІСТЬ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ.
§ 4.7. Принцип Ле Шательє
Напрямок зміщення хімічної рівноваги при зміні концентрації реагуючих речовин, температури і тиску (для газових реакцій) визначається загальним положенням, що відоме під назвою принципу рухомої рівноваги, або принципу Ле Шательє:
Якщо на систему, що перебуває в стані рівноваги, чиниться який-небудь зовнішній вплив (змінюється концентрація, температура, тиск), то він сприяє перебігу
Пояснимо це на прикладі реакції синтезу аміаку:
3/2 Н2 + 1/2 N2 ⇆ NH3, ∆Н° = -46,2 кДж/моль.
2 об’єми 1 об’єм
Якщо зовнішній вплив виявляється в збільшенні концентрації азоту або водню, то він сприяє реакції, що спричиняє зменшення концентрації цих речовин, і отже, рівновaга зміщується в бік утворення аміаку. Відповідно збільшення концентрації аміаку зміщує рівновагу в бік вихідних речовин.
Оскільки пряма реакція, як це випливає з рівняння, відбувається з виділенням теплоти, то підвищення температури суміші сприяє перебігу
Щоб визначити вплив тиску на зміщення рівноваги, необхідно підрахувати число молекул у лівій і правій частинах рівняння. У наведеному прикладі в лівій частині рівняння містяться дві молекули, а в правій – одна. Оскільки підвищення тиску повинно сприяти процесу, що викликає зменшення числа молекул, то в цьому випадку рівновага зміститься в бік продукту реакції. Очевидно, зниження тиску змістить рівновагу в бік вихідних речовин. Якщо ж у рівнянні оборотної реакції число молекул у лівій частині дорівнює числу молекул у правій частині, наприклад то зміна тиску не спричинить зміщення хімічної рівноваги. Слід зазначити, що всі каталізатори однаковою мірою прискорюють як пряму, так і зворотну реакції, і тому на зміщення рівноваги не впливають, а тільки сприяють швидшому її досягненню.
Способи зміщення рівноваги у бажаному напрямку, основані на принципі Ле Шательє, відіграють величезну роль у хімії. Синтез аміаку й багато інших промислових процесів було освоєно завдяки застосуванню способів зміщення рівноваги в напрямку, що забезпечує високий вихід речовини, яку добувають.
У багатьох процесах зміщення хімічної рівноваги в бік продуктів реакції досягається шляхом виводу речовин, що утворюються, зі сфери реакції. Наприклад, щоб змістити рівновагу в реакції етерифікації
СН3СООН + СН3ОН ⇆ СН3СООСН3 + Н2O
У бік утворення метилацетату, до системи вводять сульфатну кислоту, що поглинає воду.
Зміщення рівноваги між недисоційованими молекулами й іонами під час електролітичної дисоціації див. § 5.9.
(1 votes, average: 5,00 out of 5)