Princip Le Chatelier: vědecký průlom v 18. století

Mnoho lidí ví o existenci principu Le Chatelier ze školní lavice. Ale málokdo rozumí a může vysvětlit, jaký je tento známý princip.

Francouzský vědec řekl světu o zákonudynamická rovnováha v roce 1884. Na konci devatenáctého století byl objev velmi významný a okamžitě přitahoval pozornost vědecké obce. Ale kvůli nedostatku mezinárodní vědecké spolupráce před sto lety a půl jen jeho krajané věděli o vědeckém průlomu Le Chatelier. V roce 1887 německý vědec Karl Ferdinand Brown, který nezávisle objevil stejný vědecký zákon, nevěděl o objevu Francouze, řekl o posunu chemické rovnováhy v měnících se vnějších podmínkách. Není náhodou, že tento princip se často nazývá princip Le Chatelier-Brown.

Tak jaký je princip Le Chatelier?

Systémy, které jsou v rovnováze, mají vždy tendenciZachovat rovnováhu a působit proti vnějším silám, faktorům a podmínkám. Toto pravidlo platí pro všechny systémy a pro všechny procesy: chemické, elektrické, mechanické, tepelné. Zásada Le Chatelier má zvláštní praktický význam pro reverzibilní chemické reakce.

Vliv teploty na průtokreakce je přímo závislá na typu reakce pro tepelný účinek. Při zvýšení teploty se rovnováha posune směrem k endotermické reakci. Snížení teploty vede k posunu chemické rovnováhy směrem k exotermní reakci. Důvodem toho je skutečnost, že když je systém odstraněn z rovnováhy vnějšími silami, stává se stavem méně závislé na vnějších faktorech. Závislost endotermických a exotermických procesů na rovnovážném stavu je vyjádřena Van't Hoffovou rovnicí:

V2 = V1 * y (T2-T1) / 10,

kde V2 je rychlost chemické reakce při změněné teplotě, V1 je počáteční reakční rychlost a y je parametr teplotní diference.

Švédský vědec Arrhenius odvodil vzorec pro exponenciální závislost reakční rychlosti na teplotním režimu.

K = A • e (-E (RT)), kde E - aktivační energie, R - univerzální plynová konstanta, T je teplota v systému. Hodnota A je konstanta.

Jak se zvyšuje tlak, pozoruje se posunutíChemická rovnováha ve směru, ve kterém se látka zabírat menší objem. V případě, že objem výchozích látek většího množství reakčních produktů, je rovnováha posunuta směrem výchozích komponent. V souladu s tím, je-li objem větší než objem reakčních produktů reaktantů, je rovnováha posunuta směrem výsledných chemických sloučenin. Předpokládá se, že každý mol plynu zaujímá stejný objem za normálních podmínek. Ale změna tlaku v systému, nemusí vždy vliv na chemickou rovnováhu. Le Chatelier princip ukazuje, že přidání reakce v inertním změn tlaku plynu, ale systém je v rovnováze. Při této reakci výrazně pouze tlak, který je spojen s reakčními složkami (helium nemá žádné volné elektrony, že nereaguje s látkami v systému).

Přidání určitého množství látky k reakci vede k posunu rovnováhy k procesu, kdy se tato látka stává menší.

Rovnováha má dynamický charakter. Je to "narušeno" a "vyrovnané" přirozeným způsobem v průběhu reakce. Vysvětlete tuto situaci příkladem. Hydrogenací roztoku bromu se získá kyselina bromovodíková. Přichází čas, kdy se konečný produkt vytváří příliš, jeho objem přesahuje celkový objem monomolekul vodíku a bromu, reakční rychlost se zpomaluje. Pokud do systému přidáte vodík nebo brom, reakce bude probíhat opačným směrem.