Wpływ zmian
stężenia reagentów, ich ciśnienia oraz temperatury na stan równowagi reakcji,
określa jakościowo reguła Le Chateliera-Brauna,
zwana też regułą przekory.
Reguła ta brzmi; jeżeli układ będący w stanie równowagi poddamy działaniu bodźca zewnętrznego (tj. zmiana stężenia reagentów, zmiana ciśnienia lub temperatury), to w układzie tym zajdą takie przemiany, które działanie tego bodźca zmniejszą..
Reguła ta brzmi; jeżeli układ będący w stanie równowagi poddamy działaniu bodźca zewnętrznego (tj. zmiana stężenia reagentów, zmiana ciśnienia lub temperatury), to w układzie tym zajdą takie przemiany, które działanie tego bodźca zmniejszą..
Reguła
przekory pozwala przewidzieć wpływ zmian stężenia jednej z substancji
uczestniczącej w reakcji na stan równowagi chemicznej układu.
Wprowadzenie
pewnej ilości reagentu
Jeżeli do układu w stanie równowagi dodatkowo wprowadzimy pewną ilość reagentu (substratu lub produktu) to stan równowagi przesunie się w kierunku zmniejszenia jego wartości w układzie. Podobnie, jeżeli z układu usuniemy pewną ilość jednego składnika, to zajdą przemiany, które zmniejszą jego ubytek.
Jeżeli do układu w stanie równowagi dodatkowo wprowadzimy pewną ilość reagentu (substratu lub produktu) to stan równowagi przesunie się w kierunku zmniejszenia jego wartości w układzie. Podobnie, jeżeli z układu usuniemy pewną ilość jednego składnika, to zajdą przemiany, które zmniejszą jego ubytek.
Wpływ
temperatury
Jeżeli czynnikiem naruszającym równowagę chemiczną jest zmiana temperatury, to w zależności od efektu cieplnego danej reakcji należy oczekiwać dwojakiego rodzaju skutków.
Podwyższenie temperatury w układzie przesunie stan równowagi na korzyść reakcji endotermicznej, której towarzyszy pochłanianie ciepła, natomiast obniżenie temperatury układu przesunie równowagę w kierunku reakcji egzotermicznej, której towarzyszy wydzielanie ciepła.
Należy jednak podkreślić, że podwyższenie temperatury zawsze wywiera korzystny wpływ na szybkość reakcji, a więc i na szybkość ustalania się równowagi, co nie jest sprzeczne z regułą przekory.
Jeżeli czynnikiem naruszającym równowagę chemiczną jest zmiana temperatury, to w zależności od efektu cieplnego danej reakcji należy oczekiwać dwojakiego rodzaju skutków.
Podwyższenie temperatury w układzie przesunie stan równowagi na korzyść reakcji endotermicznej, której towarzyszy pochłanianie ciepła, natomiast obniżenie temperatury układu przesunie równowagę w kierunku reakcji egzotermicznej, której towarzyszy wydzielanie ciepła.
Należy jednak podkreślić, że podwyższenie temperatury zawsze wywiera korzystny wpływ na szybkość reakcji, a więc i na szybkość ustalania się równowagi, co nie jest sprzeczne z regułą przekory.
Wpływ
ciśnienia
Zmiany ciśnienia wpływają na położenie stanu równowagi dla reakcji chemicznych przebiegających w fazie gazowej, gdzie następuje zmiana objętości.
Dla wyjaśnienia rozpatrzymy trzy typy reakcji;
Zmiany ciśnienia wpływają na położenie stanu równowagi dla reakcji chemicznych przebiegających w fazie gazowej, gdzie następuje zmiana objętości.
Dla wyjaśnienia rozpatrzymy trzy typy reakcji;
Typ 1. To
reakcja syntezy, w wyniku której z kilku substaratów powstaje jeden produkt.
Przykładem jest reakcja otrzymywania amoniaku.
N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)
W warunkach
p,T = const objętość produktów jest mniejsza niż objetość substratów -
przemiana substratów w produkty powoduje zmniejszenie sumarycznej ilości
reagentów. Jeżeli zakłócimy stan równowagi układu zwiększając ciśnienie, to
nastąpi przemiana dodatkowej ilości substratów w produkty, w wyniku czego
zmniejszy się sumaryczna ilość reagentów w układzie a tym samym ciśnienie.
Typ 2. To
reakcja, gdzie z jednego substratu powstaje kilka produktów. Przykładem jest
reakcja.
CH3-CH2-CH3(g)
<=> CH2=CH-CH3(g) + H2(g)
Efekt
wzrostu ciśnienia jest odwrotny niż w reakcji I typu - stan równowagi zostaje
przesuniety na korzyść substratów.
Typ 3. To
reakcja gdzie nie następuje zmiana objetości. Przykładem jest reakcja.
CO(g) + H2O(g)
<=> CO2(g) + H2(g)
Zmiany
ciśnienia nie wywierają żadnego wpływu na położenie stanu równowagi.
Dla
roztworów cieklych - umiarkowane zmiany ciśnienia nie wpływają na położenie
stanu równowagi reakcji.
Wpływ
dodatku gazu obojętnego na położenie stanu równowagi
Wprowadzenie do środowiska reakcji, przebiegającej w fazie gazowej, dodatkowego obojętnego gazu , przyczynia się do "rozieńczenia" reagentów. W wyniku rozcieńczenia maleją ciśnienia cząstkowe.
Dlatego dodanie gazu obojętnego wywiera na położenie równowagi taki sam wpływ, jak obniżenie ciśnienia ogólnego. Jest on więc korzystny dla reakcji rozkładu, natomiast niekorzystny dla reakcji syntezy.
Wprowadzenie do środowiska reakcji, przebiegającej w fazie gazowej, dodatkowego obojętnego gazu , przyczynia się do "rozieńczenia" reagentów. W wyniku rozcieńczenia maleją ciśnienia cząstkowe.
Dlatego dodanie gazu obojętnego wywiera na położenie równowagi taki sam wpływ, jak obniżenie ciśnienia ogólnego. Jest on więc korzystny dla reakcji rozkładu, natomiast niekorzystny dla reakcji syntezy.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz