ЗМІЩЕННЯ
ХІМІЧНОЇ РІВНОВАГИ
Стан хімічної рівноваги за сталих умов
може зберігатись будь-який час. При зміні умов (температури, концентрації,
тиску) рівновага порушується.
Принцип
Ле Шательє. Якщо
на систему, що перебуває у стані рівноваги подіяти ззовні, змінивши тиск,
температуру чи концентрацію, то прискориться та реакція (пряма чи зворотна), що
протидіє цій зміні. Прискорення прямої реакції означає зміщення рівноваги
вправо (),
прискорення зворотної – зміщення вліво (
).
Розглянемо
принцип Ле Шательє на прикладі рівноважної системи:
;
Вплив
концентрації.
При збільшені концентрації будь-якої з
речовин, що належать до рівноважної системи, рівновага зміщується в напрямку
витрати цієї речовини. При зменшенні концентрації якої-небудь з речовин,
рівновага зміщується в сторону утворення цієї речовини. Наприклад, збільшення
концентрації ,
, або
зменшення концентрації
приводить до зміщення рівноваги вправо.
Вплив
температури.
При підвищенні
температури рівновага зміщується в сторону ендотермічної реакції, при зниженні
– в сторону екзотермічної реакції. У наведеному вище прикладі екзотермічна
пряма реакція прискорюється при пониженні температури.
Вплив тиску (при t,V
= const).
Зміна тиску зміщує
рівновагу системи, якщо хоч одна з реагуючих речовин знаходиться в газовій фазі
і коли число моль газоподібних речовин в правій і лівій частині рівняння
неоднакове.
Підвищення
тиску приводить до зміщення рівноваги в сторону реакції утворення меншого числа
моль газоподібних речовин, а зниження тиску зміщує рівновагу в сторону
утворення більшого числа моль газоподібних речовин.
У наведеному
прикладі для прискорення прямої реакції, коли із 4 об’ємів газів і
утворюється 2 об’єми газу
, потрібно підвищити тиск у системі.
Застосування
каталізаторів не приводить до зміщення рівноваги оборотних реакцій, бо і пряма,
і зворотна реакція прискорюються однаковою мірою. При цьому стан рівноваги,
коли вихід продукту є максимальним, досягається швидше.
Принцип Ле Шательє поширюється і на зміщення рівноваги у
фізико-хімічних процесах кипіння, кристалізації, розчинення.