3. Чинники, що впливають на стан хімічної рівноваги. Принцип Ле Шательє.

30

Напрямок зміщення хімічної рівноваги при зміні концентрації реагуючих речовин, температури і тиску (для газових реакцій) визначається загальним положенням, що відоме під назвою принципу рухомої рівноваги, або принципу Ле Шательє:

Якщо на систему, що перебуває в стані рівноваги, чиниться який-небудь зовнішній вплив (змінюється концентрація, температура, тиск), то вінсрияє перебігу тієї з двох протилежних реакцій, яка послаблює цей вплив.

Пояснимо це на прикладі реакції синтезу аміаку.

Д ля процесу 3H₂ + N₂ 2 N H₃ ; ΔН = - 46,2 кДж/ моль

А) Вплив концентрації реагуючих речовин

Якщо зовнішній вплив виявляється у збільшенні концентрації азоту або водню, то він сприяє реакції, що викликає зменшення концентрації цих речовин, отже рівновага зміщується в бік утворення аміаку. Відповідно збільшення концентрації аміаку зміщує рівновагу в бік вихідних речовин.

Висновок: Збільшення концентрації однієї з вихідних речовин зміщує рівновагу в сторону виходу продукту.

Б) Вплив температури на здвиг хімічної рівноваги

Оскільки пряма реакція, як це випливає з рівняння, відбувається з виділенням теплоти, то підвищення температури суміші сприяє перебігу реакції з поглинанням теплоти і рівновага зміщується в бік вихідних речовин, зниження температури викличе зміщення рівноваги в бік продукту реакції.

Висновок: Підвищення температури сприяє зміщенню рівноваги в бік продуктів реакції, якщо реакція е н о т е р м і ч н а ;

Пониження температури сприяє зміщенню рівноваги в бік продуктів реакції, якщо реакція е к з о т е р м і ч н а .

В) Вплив тиску на здвиг хімічної рівоніваги

Щоб визначити вплив тиску на зміщення рівноваги, необхідно підрахувати число молекул у лівій і правій частинах рівняння. У наведеному прикладі в лівій частині рівняння містяться 4 молекули, а в правій –дві. Оскільки підвищення тиску повинно сприяти процесу, що викликає зменшення числа молекул, то в цьому випадку рівновага зміститься в бік вихідних речовин.

Якщо ж у рівнянні оборотної реакції число молекул у лівій частині дорівнює числу молекул у правій частині, наприклад

N ₂+ O₂ 2 NO ,

то зміна тиску не викличе зміщення хімічної рівноваги.

Слід зазначити, що всі каталізатори однаковою мірою прискорюють як пряму, так і зворотну реакцію і тому на зміщення рівноваги на впливають, а тільки сприяють швидкому її досягненню.

Висновок: Підвищення тиску , якщо реакція відбувається із з м е н ш е

31

н н я м об’єму газів, сприяє зміщенню рівноваги в бік продуктів реакції;

Пониження тиску , якщо реакція відбувається із з б і л ь ш е н н я м об’єму газів, сприяє зміщенню рівноваги в бік продуктів реакції.

Способи зміщення рівноваги відіграють велику роль у хімії. Синтез аміаку й багато інших промислових процесів було освоєно завдяки застосуванню способів зміщення рівноваги в напрямку, що забезпечує високий вихід речовини, що добувають.

У багатьох процесах зміщення хімічної рівноваги в бік продуктів реакції досягається шляхом виводу речовини, що утворюється , із сфери реакції.