Принцип Ла Шательє. Вплив температури, тиску та концентрації реагуючих речовин на зміщення хімічної рівноваги. Пояснити на прикладах

принцип Ле Шательє, розглянемо просту хімічну реакцію. Два речовини (реактиви) взаємодіють один з одним, в результаті взаємодії утворюють третю речовина (продукт), яке прагне до розщеплення на вихідні речовини. Це можна зобразити в вигляді наступного рівняння:
A + B <---> C
Подвійна стрілка позначає оборотну реакцію. При протіканні прямої реакції зліва направо відбувається утворення речовини C з речовин A і B. У разі зворотної реакції (справа наліво) речовина C розщеплюється на речовини A і B. Коли ця система знаходиться в хімічному рівновазі, швидкості прямої і зворотної реакцій однакові - в одній точці даної системи утворюється молекула речовини C, а десь в іншому місці інша молекула речовини С розпадається.
ДіЮ принципу Ле Шательє можна простежити на прикладі зміни хімічного складу дощу або розчинення шипучою антацидний (знижує кислотність шлункового соку) таблетки у воді. В обох випадках в хімічній реакції беруть участь вуглекислий газ (CO2), вода (H2O) і вугільна кислота (H2CO3):
CO2 + H2O <-> H2CO3
Коли дощова крапля потрапляє в повітря, вона поглинає вуглекислий газ, і концентрація в лівій частині реакції зростає. Для підтримки рівноваги утворюється більша кількість вугільної кислоти. В результаті дощ стає кислотним (див. Кислотний дощ). Додавання вуглекислого газу зміщує рівновагу реакції вправо. Протилежна реакція відбувається при опусканні у воду таблетки антациду (речовини, нейтралізуючого кислоту). Бікарбонат натрію (антацид) вступає в реакцію з водою, і утворюється вугільна кислота, що призводить до збільшення концентрації речовини в правій частині реакції. Щоб відновилося рівновагу, вугільна кислота розкладається на воду і вуглекислий газ, який ми й спостерігаємо у вигляді бульбашок.

Наведемо приклад реакції, в якій важливим для положення рівноваги фактором є тиск. Вона теж відбувається в газовій фазі:
2 NO2 (г) N2O4 (г)
При кімнатній температурі NO2 - темно-коричневий газ (часто його називають «бурим» газом). Продукт його димеризації N2O4 безбарвний. Обидва газу при звичайних умовах присутні в суміші, тобто знаходяться в хімічному рівновазі. Якщо збільшувати у такий рівноважної хімічної системі тиск, то рівновага зсувається вправо - у бік утворення N2O4. Справа в тому, що при одночасному збільшенні концентрації [NO2] і [N2O4] перевагу отримує пряма реакція. В її кінетичне рівняння концентрація [NO2] входить в квадраті:
Vпр = k1 [NO2] 2; Vобр = k2 [N2O4]
Що відбувається при цьому зрушення рівноваги вправо можна спостерігати експериментально: при стисканні суміші газів вона світлішає, оскільки зменшується концентрація пофарбованого NO2 і зростає концентрація безбарвного N2O4 (рис

При збільшенні тиску (Р2> Р1) загальна кількість молекул в рівноважної суміші зменшується - система «пручається» підвищення тиску: а) в системі більше молекул NO2 (суміш інтенсивно забарвлена​​), б) після збільшення тиску молекул NO2 стає менше (забарвлення слабшає).

Дата добавления: 2015-05-23