- Принцип Ле-Шателье
-
Принцип Ле Шателье — Брауна (1884 г.) — если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-нибудь из условий (температура, давление, концентрация), то равновесие смещается таким образом, чтобы уменьшить изменение.
Анри Ле Шателье (Франция) сформулировал этот термодинамический принцип подвижного равновесия, позже обобщённый Карлом Брауном [1].
Содержание
Влияние температуры
В каждой обратимой реакции одно из направлений отвечает экзотермическому процессу, а другое — эндотермическому.
N2 + 3H2 ⇄ 2NH3 + Q
Прямая реакция — экзотермическая, а обратная реакция — эндотермическая.
Влияние изменения температуры на положение химического равновесия подчиняется следующим правилам: При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры — в направлении экзотермической реакции.
Влияние давления
Во всех реакциях с участием газообразных веществ, сопровождающихся изменением объема за счет изменения количества вещества при переходе от исходных веществ к продуктам, на положение равновесия влияет давление в системе.
Влияние давления на положение равновесия подчиняется следующим правилам: При повышении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ (исходных или продуктов) с меньшим объемом; при понижении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ с большим объемом:
N2 + 3H2 ↔ 2NH3
Таким образом, при переходе от исходных веществ к продуктам объем газов уменьшился вдвое. Значит, при повышении давления равновесие смещается в сторону образования NH3, о чем свидетельствуют следующие данные для реакции синтеза аммиака при 400°С:
давление, МПа 0,1 10 20 30 60 100 объемная доля NH3, % 0,4 26 36 46 66 80 Влияние концентрации
Влияние концентрации на состояние равновесия подчиняется следующим правилам:
- При повышении концентрации одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции;
- При повышении концентрации одного из продуктов реакции равновесие сдвигается в направлении образования исходных веществ.
Примечания
- ↑ Строгий (не формульный) вывод сокращенного принципа Ле Шателье-Брауна уже дан словесно Гиббсом в работе «О равновесии гетерогенных веществ» — своего рода парадокс: формулы Д. У. Гиббса обычно преобразуют в описательный эквивалент — см. статью А. И. Русанова и М. М. Шульца (1960) Русанов А. И., Шульц М. М. Вестник Ленинградского университета. 1960. № 4. С. 60-65
Wikimedia Foundation. 2010.
