Η αρχή του Le Chatelier στη χημεία

Η αρχή του Le Chatelier είναι η αρχή όταν ένα στρες εφαρμόζεται σε ένα χημικό σύστημα στο ισορροπία, η ισορροπία θα μετατοπιστεί για να ανακουφίσει την πίεση. Με άλλα λόγια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πρόβλεψη της κατεύθυνσης του a χημική αντίδραση σε απάντηση σε αλλαγή των συνθηκών θερμοκρασία, συγκέντρωση, Ενταση ΗΧΟΥ, ή πίεση. Ενώ η αρχή του Le Chatelier μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προβλέψει την απάντηση σε μια αλλαγή στην ισορροπία, δεν εξηγεί (σε μοριακό επίπεδο) Γιατί το σύστημα αποκρίνεται όπως συμβαίνει.

Λέξεις-κλειδιά: Η αρχή του Le Chatelier

Η αρχή ονομάζεται για τον Henry Louis Le Chatelier. Ο Le Chatelier και ο Karl Ferdinand Braun πρότειναν ανεξάρτητα την αρχή, η οποία είναι επίσης γνωστή ως η αρχή του Chatelier ή ο νόμος ισορροπίας. Μπορεί να αναφερθεί ο νόμος:

Όταν ένα σύστημα σε ισορροπία υπόκειται σε αλλαγή θερμοκρασίας, όγκου, συγκέντρωσης ή πίεση, το σύστημα αναπροσαρμόζεται για να αντισταθμίσει εν μέρει το αποτέλεσμα της αλλαγής, με αποτέλεσμα μια νέα ισορροπία.

Ενώ οι χημικές εξισώσεις τυπικά γράφονται με τα αντιδραστήρια στα αριστερά, το βέλος που δείχνει από αριστερά προς τα δεξιά και τα προϊόντα στα δεξιά, η πραγματικότητα είναι ότι μια χημική αντίδραση είναι σε ισορροπία. Με άλλα λόγια, μια αντίδραση μπορεί να προχωρήσει τόσο προς τα εμπρός όσο και προς τα πίσω ή να είναι αναστρέψιμη. Σε ισορροπία, εμφανίζονται αμφότερες οι αντιδράσεις εμπρός και πίσω. Κάποιος μπορεί να προχωρήσει πολύ πιο γρήγορα από τον άλλο.

Εκτός από τη χημεία, η αρχή ισχύει επίσης, σε ελαφρώς διαφορετικές μορφές, στους τομείς της φαρμακολογίας και της οικονομίας.

Συγκέντρωση: Αύξηση του ποσού αντιδραστήρια (η συγκέντρωσή τους) θα μετατοπίσει την ισορροπία για να παράγει περισσότερα προϊόντα (ευνοούμενα προϊόντα). Η αύξηση του αριθμού των προϊόντων θα μετατοπίσει την αντίδραση ώστε να παράγει περισσότερα αντιδραστήρια (ευνοούμενα από αντιδραστήρια). Τα μειωτικά αντιδραστήρια ευνοούν τα αντιδραστήρια. Μείωση προϊόν ευνοεί τα προϊόντα.

Θερμοκρασία: Η θερμοκρασία μπορεί να προστεθεί σε ένα σύστημα είτε εξωτερικά είτε ως αποτέλεσμα της χημικής αντίδρασης. Αν μια χημική αντίδραση είναι εξωθερμική (ΔH είναι αρνητική ή απελευθερώνεται θερμότητα), θερμότητα θεωρείται προϊόν της αντίδρασης. Εάν η αντίδραση είναι ενδοθερμική (ΔH είναι θετική ή απορροφάται θερμότητα), θερμότητα θεωρείται αντιδραστήριο. Έτσι, η αύξηση ή η μείωση της θερμοκρασίας μπορεί να θεωρηθεί ως η ίδια με την αύξηση ή τη μείωση της συγκέντρωσης των αντιδραστηρίων ή των προϊόντων. Στη θερμοκρασία αυξάνεται, η θερμότητα του συστήματος αυξάνεται, προκαλώντας την μετατόπιση της ισορροπίας στα αριστερά (αντιδραστήρια). Αν η θερμοκρασία μειωθεί, η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα δεξιά (προϊόντα). Με άλλα λόγια, το σύστημα αντισταθμίζει τη μείωση της θερμοκρασίας ευνοώντας την αντίδραση που παράγει θερμότητα.

Πίεση / ένταση: Η πίεση και ο όγκος μπορεί να αλλάξουν εάν ένας ή περισσότεροι από τους συμμετέχοντες σε μια χημική αντίδραση είναι αέριο. Η αλλαγή της μερικής πίεσης ή του όγκου ενός αερίου ενεργεί όπως αλλάζει η συγκέντρωσή του. Εάν αυξηθεί ο όγκος του αερίου, η πίεση μειώνεται (και αντίστροφα). Αν η πίεση ή ο όγκος αυξάνονται, η αντίδραση μετατοπίζεται προς την πλευρά με χαμηλότερη πίεση. Αν η πίεση αυξάνεται ή ο όγκος μειώνεται, η ισορροπία μετατοπίζεται προς την πλευρά της υψηλότερης πίεσης της εξίσωσης. Σημειώστε, ωστόσο, ότι η προσθήκη ενός αδρανούς αερίου (π.χ. αργόν ή νέον) αυξάνει τη συνολική πίεση του σύστημα, αλλά δεν αλλάζει τη μερική πίεση των αντιδραστηρίων ή των προϊόντων, έτσι δεν υπάρχει μετατόπιση ισορροπίας λαμβάνει χώρα.

• Atkins, P.W. (1993). Τα Στοιχεία της Φυσικής Χημείας (3η έκδοση). Oxford University Press.
• Evans, D.J.; Searles, D.J.; Mittag, Ε. (2001), "Θεώρημα διακύμανσης για τα συστήματα Hamiltonian-αρχή Le Chatelier." Φυσική Επισκόπηση Ε, 63, 051105(4).
• Le Chatelier, Η.; Boudouard O. (1898), "Όρια Ευφλεκτότητας Αέριων Μιγμάτων". Bulletin de la Société Chimique de France (Παρίσι), v. 19, σελ. 483–488.
• Münster, Α. (1970). Κλασική θερμοδυναμική (μεταφρασμένη από τον E.S. Halberstadt). Wiley-Interscience. Λονδίνο. ISBN 0-471-62430-6.
• Samuelson, Paul A. (1947, Enlarged ed. 1983). Θεμελιώσεις οικονομικής ανάλυσης. Πανεπιστήμιο Τύπου του Χάρβαρντ. ISBN 0-674-31301-1.