Приклади. Зовнішній чинник, який виводить систему із стану термодинамічної рівноваги, викликає в системі процеси

Зовнішній чинник, який виводить систему із стану термодинамічної рівноваги, викликає в системі процеси, які прагнуть послабити ефект дії цього чинника.

Так, при нагріванні рівновагової системи у ній відбуваються зміни (наприклад, хемічні реакції), які протікають з поглинанням тепла, а при охолодженні – зміни, що протікають з виділенням тепла. При збільшенні тиску зміщення рівноваги пов’язане із зменшенням загального об’єму системи, а при зменшенні тиску зміщення рівноваги пов’язане із зростанням загального об’єму системи.

Приклад 1. Для реакції, що протікає в суміші ґазів

N₂+3H₂↔2NH₃, (9.98)

із зменшенням об’єму ΔV<0 (тобто Δр>0), з =1+3=4 молей вихідних речовин утворюється =2 молі продукту реакції (9.98).

Якщо в системі збільшити тиск Δр>>0, то об’єм значно зменшиться ΔV<<0, тоді в системі відбудеться такий зсув рівноваги, щоби послабити дію зовнішнього тиску Δр>>0, а саме зсунути рівновагу зліва направо: від ΔV<<0 до ΔV<0.

Приклад 2. При окисненні SO₂ до SO₃ в ґазовій суміші установлюється хемічні рівновага:

2SO₂+O₂↔2SO₃. (9.99)

Розглянемо, як буде впливати на цю рівновагу:

а) збільшення тиску;

б) додавання «інертного ґазу» N₂, який не бере участи в хемічній реакції?

· З рівняння ,

враховуючи Δν= =2–2–1 = –1,

. (9.100)

З (9.100) випливає, що з Δр>0 (К_р=const) ΔK _x > 0 за рахунок зростання чисельника () і зменшення знаменника , тоді рівновага зміщується зліва направо (вихід SO₃ збільшується).

· при додаванні N₂ (К _х =const) зростає , що веде за собою зменшення , то рівновага зсунеться вліво.

За принципом Ле Шательє-Брауна:

· реакція утворення SO₃ з SO₂ і O₂ йде із зменшенням ΔV<0 (з 3 молей вихідних речовин утворюється 2 молі продуктів реакції). То при Δр>>0 (тобто ΔV<<0) процес, що послаблює стискання, буде той, що веде до зменшення числа молекул в реагуючої суміші: від 3-х вихідних до 2-х кінцевих, тобто вихід SO₃ зростає;

· додавання «інертного ґазу» N₂ при р=const веде до розведення реагуючої суміші, що тотожно зменшенню тиску при відсутности N₂, тобто додавання N₂ приведе до зсуву рівноваги вліво, тобто вихід SO₃ зменшиться.

Дата добавления: 2014-12-25