Смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье

Состояние равновесия любой системы, в том числе химической, характеризуется следующими признаками:

1. Равновесное состояние системы будет одинаковым независимо от того, с какой стороны она подходит к равновесию

2. При отсутствии внешних воздействий (Р, Т, концентрации веществ = const)состояние равновесия системы остается неизменным во времени.

3. Изменениевнешних условий, как бымалы они не были, нарушает равновесие. Если же внешнее воздействие снимается, то сис­тема вновь возвращается в исходное равновесное состояние.

Нарушение равновесия приизменении внешних условий происходит в тех случаях, когда внешний фактор изменяет скорость пря­мой и обратной реакции в равной степени. Если больше усиливается прямая реакция, равновесия сдвигается вправо, еслиобратная – влево.

Катализатор не влияет на равновесные концентрации, т.к. оказывает одинаковое воздействие как на скорость прямой, так и на скорость обратной реакции, понижая энергии активации обеих реакций. Однако, в присутствии катализатора система можетбыстрее достичь состояние равновесия, нежели без него.

При решении вопроса о нарушении равновесия (его сдвиг влево или вправо) следует руководствоваться принципом Ле-Шателье, согласно которому:

Если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, оказывать внешнее воздействие, то равнове­сие смещается в направлении, в ко­тором эффект воздействия умень­шается.

Так, увеличение концентрации исходных веществ (T, P = const)смещает равновесие системы в сторону образования конечных продуктов, увеличение концентрации продуктов реакции - в сторону образования исходных веществ. Иначе говоря, направление смеще­ния равновесия определяется реагентом, взятым в избытке по от­ношению к равновесной концентрации, а степень смещения - вели­чиной стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции.

Например, для реакции

Из выражения для константы равновесия видно, что изменение концентрации одного из реагирующих веществ нарушает равновесие; изменение концентрации йодоводорода вызывает более значительноесмещение равновесия, чем изменение концентрации водорода или йода.

Изменение температуры влияет, как правило, на подавляющее большинство равновесий. Фактором, определявшим направление смеще­ния равновесия при изменении температуры, является знак теплового эффекта реакции, а степень смещения определяется абсолютной вели­чиной теплового эффекта реакции. Так, повышение температуры в равновесной системе

сдвигает равновесие в сторону эндотермической реакции разложе­ния аммиака, а понижение - в сторону экзотермической реакции синтеза аммиака.

Давление оказывает влияние на равновесие, если в реакцииучаствуют газы. Согласно принципу Ле-Шателье повышение давления в системе сдвигает равновесие в сторону той реакции, которая со­провождается уменьшением числа молей газа и наоборот. Так, выход аммиака, что очень важно в промышленных условиях, можно повысить увеличением давления в системе.

так как прямая реакция противодействует увеличению давления пу­тем уменьшения числа молей газа (из каждых четырех молей полу­чается всего два).

Дата добавления: 2014-10-23