„Le Chatelier“ principas „Kas apima ir programas“



The „Le Chatelier“ principas apibūdina pusiausvyros sistemos reakciją į išorinio veiksnio sukeltą poveikį. Ją 1888 m. Suformulavo prancūzų chemikas Henry Louis Le Chatelier. Jis taikomas bet kuriai cheminei reakcijai, kuri gali pasiekti pusiausvyrą uždarose sistemose.

Kas yra uždara sistema? Būtent ten yra energijos perdavimas tarp jos sienų (pavyzdžiui, kubas), bet ne iš medžiagos. Tačiau, norint pakeisti sistemą, būtina ją atidaryti ir vėl uždaryti, kad ištirtumėte, kaip jis reaguoja į trikdymą (arba pakeitimą)..

Kai sistema bus uždaryta, sistema sugrįš į pusiausvyrą ir šio principo dėka bus galima prognozuoti, kaip tai pasiekti. Ar nauja pusiausvyra yra tokia pati kaip ir ankstesnė? Tai priklauso nuo laiko, iki kurio sistema patiria išorinį trikdymą; jei jis trunka pakankamai ilgai, naujas balansas skiriasi.

Indeksas

  • 1 Ką sudaro??
  • 2 Veiksniai, keičiantys cheminę pusiausvyrą
    • 2.1 Koncentracijos pokyčiai
    • 2.2 Slėgio ar tūrio pokyčiai
    • 2.3 Temperatūros pokyčiai
  • 3 Programos
    • 3.1 Haberio procese
    • 3.2 Sodininkystėje
    • 3.3 Esant urvams
  • 4 Nuorodos

Ką ji sudaro??

Ši cheminė lygtis atitinka pusiausvyrą pasiekusią reakciją:

aA + bB <=> cC + dD

Šioje frazėje a, b, c ir d yra stechiometriniai koeficientai. Kadangi sistema yra uždaryta, iš išorės nepatenka reagentai (A ir B) ar produktai (C ir D), kurie sutrikdo balansą.

Bet ką reiškia balansas? Kai tai nustatoma, tiesioginės reakcijos greitis (į dešinę) ir atvirkštinis (į kairę) išlyginamas. Todėl visų rūšių koncentracija laikui bėgant išlieka pastovi.

Pirmiau minėtas būdas gali būti suprantamas taip: tiesiog reaguokite į A ir B bitus, kad gautumėte C ir D, jie vienu metu reaguoja tarpusavyje, kad regeneruotų suvartotą A ir B, ir taip toliau, kol sistema išlieka pusiausvyra.

Tačiau, kai sistemai taikomas trikdymas - ar pridedant A, šilumos, D ar tūrio mažinimo, Le Chatelier principas numato, kaip jis elgsis, kad būtų neutralizuotas sukeltas poveikis, nors jis nepaaiškina mechanizmo molekulinė, pagal kurią leidžia jums grįžti į pusiausvyrą.

Taigi, priklausomai nuo atliktų pakeitimų, gali būti palankesnė reakcijos prasmė. Pavyzdžiui, jei B yra pageidaujamas junginys, pasikeitimas yra toks, kad pusiausvyra pereina į jo formavimąsi..

Veiksniai, kurie keičia cheminę pusiausvyrą

Norint suprasti „Le Chatelier“ principą, puikus požiūris yra manyti, kad pusiausvyrą sudaro balansas.

Iš šio požiūrio matyti, kad reagentai pasveriami kairėje (arba krepšelio) plokštelėje, o produktai pasveriami dešinėje. Nuo šiol sistemos atsako (balanso) prognozė tampa lengva.

Koncentracijos pokyčiai

aA + bB <=> cC + dD

Dviguba rodyklė lygtyje reiškia balanso kojelę ir apatinį šaukštą. Tada, jei sistemai pridedamas A kiekis (gramais, miligramais ir tt), dešinėje lėkštelėje bus daugiau svorio, o skalė bus pakreipta į tą pusę.

Kaip rezultatas, C + D visos pakyla; tai reiškia, kad jis tampa svarbesnis prieš A + B patiekalą. Kitaip tariant: prieš pridėjus A (kaip ir B) balansas perkelia produktus C ir D į viršų.

Cheminiu požiūriu balansas pereina į dešinę: daugiau C ir D gamybos.

Priešingai, tuo atveju, jei sistema yra pridėta C ir D kiekių: kairysis lėkštė tampa sunkesnė, todėl atsiranda teisingas kilimas.

Vėlgi, tai padidina A ir B koncentracijas; todėl sukuriamas balanso poslinkis į kairę (reagentai).

Slėgio ar tūrio pokyčiai

aA (g) + bB (g) <=> cC (g) + dD (g)

Sistemoje atsiradę slėgio ar tūrio pokyčiai turi tik didelį poveikį dujinės būsenos rūšims. Tačiau dėl aukštesnės cheminės lygties nė vienas iš šių pakeitimų nepakeistų pusiausvyros.

Kodėl? Kadangi abiejose lygties pusėse esančių dujinių bendrų molių kiekis yra tas pats.

Balansas siekia subalansuoti slėgio pokyčius, tačiau kadangi abi reakcijos (tiesioginės ir atvirkštinės) duoda tą patį dujų kiekį, ji išlieka nepakitusi. Pavyzdžiui, šioms cheminėms lygtims balansas atitinka šiuos pakeitimus:

aA (g) + bB (g) <=> eE (g)

Čia, prieš sumažinant sistemos tūrį (arba padidėjus slėgiui), skalė pakels plokštelę, kuri leidžia sumažinti šį efektą. 

Kaip? Slėgio mažinimas per E. formavimą. Taip yra todėl, kad, kadangi A ir B daro didesnį spaudimą nei E, jie reaguoja, kad sumažintų jų koncentraciją ir padidintų E.

Be to, „Le Chatelier“ principas numato apimties padidėjimo poveikį. Kai taip atsitinka, pusiausvyra turi neutralizuoti efektą skatindama daugiau dujinių molių, kurie atkuria slėgio praradimą; šį kartą, balansą perkeliant į kairę, pakeldami lėkštę A + B.

Temperatūros pokyčiai

Šilumą galima laikyti ir reaktyviu, ir produktu. Todėl, priklausomai nuo reakcijos entalpijos (ΔHrx), reakcija yra egzoterminė arba endoterminė. Tada šiluma dedama į kairę arba dešinę cheminės lygties pusę.

aA + bB + šiluma <=> cC + dD (endoterminė reakcija)

aA + bB <=> cC + dD + šiluma (egzoterminė reakcija)

Čia sistemos šildymas arba aušinimas generuoja tuos pačius atsakymus, kaip ir koncentracijų pokyčių atveju.

Pavyzdžiui, jei reakcija yra egzoterminė, sistemos aušinimas skatina pusiausvyros poslinkį į kairę; kadangi, jei jis yra šildomas, reakcija vyksta didesne linkme į dešinę (A + B).

Programos

Tarp nesuskaičiuojamų programų, nes daugelis reakcijų pasiekia pusiausvyrą, turime:

Haberio procese

N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g) (egzoterminis)

Aukštesnė cheminė lygtis atitinka amoniako susidarymą, kuris yra vienas didžiausių pramoninių svarstyklių.

Čia idealios sąlygos gauti NH3 jie yra tie, kuriuose temperatūra nėra labai didelė, taip pat, kai yra aukštas slėgio lygis (200–1000 atm).

Sodininkystėje

Violetinė hydrangeas (viršutinis vaizdas) sudaro balansą su aliuminiu (Al3+) yra dirvožemyje. Šio metalo, Lewio rūgšties, buvimas sukelia jų rūgštėjimą.

Tačiau pagrindiniuose dirvožemiuose Hortenzijos gėlės yra raudonos, nes aliuminis yra netirpus minėtuose dirvožemiuose ir augalas negali jį naudoti..

Sodininkas, žinodamas „Le Chatelier“ principą, galėjo modifikuoti savo hortenzijų spalvas sumaniai rūgštindamas dirvožemius.

Į urvas formavimas

Gamta taip pat pasinaudoja „Le Chatelier“ principu, kad padengtų stogaktitų stogus.

Ca2+(ac) + 2HCO3-(ac) <=> CaCO3s) CO2(ac) + H2O (l)

CaCO3 (kalkakmenis) yra netirpi vandenyje, taip pat CO2. Kaip CO2 pabėgimas, balansas pereina į dešinę; tai yra daugiau CaCO susidarymo3. Tai sukelia tokių smailių apdailų, kaip antai viršutiniame vaizde, augimą.

Nuorodos

  1. Doc Browno chemija. (2000). Teorinė-fizinė aukštesnio lygio chemija - pusiausvyra - cheminės pusiausvyros peržiūros pastabos 3 DALIS Gauta 2018 m. Gegužės 6 d., Iš: docbrown.info
  2. Jessie A. Key. Pusiausvyra Perėjimas: „Le Chatelier“ principas. Gauta 2018 m. Gegužės 6 d., Iš: opentextbc.ca
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (2017 m. Gegužės 19 d.). „Le Chatelier“ principų apibrėžimas. Gauta 2018 m. Gegužės 6 d., Nuo: thinkco.com
  4. Binod Shrestha. „Le-chatelier“ principas ir jo taikymas. Gauta 2018 m. Gegužės 6 d., Iš: chem-guide.blogspot.com
  5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemija (8-asis red.). „CENGAGE Learning“, 671-678 p.
  6. Advameg, Inc. (2018). Cheminė pusiausvyra. Gauta 2018 m. Gegužės 6 d., Iš: scienceclarified.com
  7. James St. John. (2016 m. Gegužės 12 d.). Travertino lašas (Luray Caverns, Luray, Virginia, JAV) 38. Gauta 2018 m. Gegužės 6 d., Iš: flickr.com
  8. Stan Shebs. „Hydrangea macrophylla Blauer Prinz“. (2005 m. Liepos mėn.). [Pav.] Gauta 2018 m. Gegužės 6 d., Iš: commons.wikimedia.org