Definícia Le Chatelierovho princípu

Don Bayley / Getty Images

Le Chatelierov princíp je princíp, keď sa na chemický systém pôsobí stresom rovnováha , rovnováha sa posunie, aby sa uvoľnil stres. Inými slovami, môže sa použiť na predpovedanie smeru a chemická reakcia v reakcii na zmenu podmienok teplota , koncentrácie , objem , alebo tlak . Zatiaľ čo Le Chatelierov princíp možno použiť na predpovedanie reakcie na zmenu rovnováhy, nevysvetľuje (na molekulárnej úrovni), prečo systém reaguje tak, ako reaguje.

Kľúčové poznatky: Le Chatelierov princíp

• Le Chatelierov princíp je známy aj ako Chatelierov princíp alebo zákon rovnováhy.
• Princíp predpovedá vplyv zmien na systém. Najčastejšie sa s ním stretávame v chémii, ale vzťahuje sa aj na ekonómiu a biológiu (homeostáza).
• Princíp v podstate hovorí, že systém v rovnováhe, ktorý podlieha zmene, reaguje na zmenu, aby čiastočne pôsobil proti zmene a nastolil novú rovnováhu.

Chatelierov princíp alebo zákon rovnováhy

Princíp je pomenovaný po Henrym Louisovi Le Chatelierovi. Le Chatelier a Karl Ferdinand Braun nezávisle navrhli princíp, ktorý je známy aj ako Chatelierov princíp alebo zákon rovnováhy. V zákone možno uviesť:

Keď je systém v rovnováhe vystavený zmene teploty, objemu, koncentrácie alebo tlaku, systém sa prestaví, aby čiastočne čelil účinku zmeny, čo vedie k novej rovnováhe.

Zatiaľ čo chemické rovnice sú zvyčajne písané s reaktantmi vľavo, šípkou ukazujúcou zľava doprava a produktmi vpravo, realita je taká, že chemická reakcia je v rovnováhe. Inými slovami, reakcia môže prebiehať v smere dopredu aj dozadu alebo môže byť reverzibilná. V rovnováhe dochádza k reakciám dopredu aj dozadu. Jeden môže postupovať oveľa rýchlejšie ako druhý.

Okrem chémie platí zásada v trochu iných podobách aj pre oblasť farmakológie a ekonómie.

Ako používať Le Chatelierov princíp v chémii

Koncentrácia : Zvýšenie množstva reaktanty (ich koncentrácia) posunie rovnováhu tak, aby sa vyrábalo viac produktov (priaznivých pre produkty). Zvýšenie počtu produktov posunie reakciu tak, aby sa vytvorilo viac reaktantov (priaznivé pre reaktanty). Zníženie reaktantov uprednostňuje reaktanty. Klesajúci produktu uprednostňuje produkty.

teplota: Teplota môže byť pridaná do systému buď externe alebo ako výsledok chemickej reakcie. Ak je chemická reakcia exotermická (Δ H je negatívny alebo sa uvoľňuje teplo), teplo sa považuje za produkt reakcie. Ak je reakcia endotermická (Δ H je kladné alebo sa teplo absorbuje), teplo sa považuje za reaktant. Takže zvýšenie alebo zníženie teploty možno považovať za rovnaké ako zvýšenie alebo zníženie koncentrácie reaktantov alebo produktov. Keď sa teplota zvýši, teplo systému sa zvýši, čo spôsobí, že sa rovnováha posunie doľava (reaktanty). Ak sa teplota zníži, rovnováha sa posunie doprava (produkty). Inými slovami, systém kompenzuje zníženie teploty uprednostňovaním reakcie, ktorá vytvára teplo.

Tlak/objem : Tlak a objem sa môžu zmeniť, ak je jedným alebo viacerými účastníkmi chemickej reakcie plyn. Zmena parciálneho tlaku alebo objemu plynu pôsobí rovnako ako zmena jeho koncentrácie. Ak sa objem plynu zvyšuje, tlak klesá (a naopak). Ak sa tlak alebo objem zvýši, reakcia sa posunie na stranu s nižším tlakom. Ak sa tlak zvýši alebo objem sa zníži, rovnováha sa posunie smerom k vyššej tlakovej strane rovnice. Všimnite si však, že pridanie inertného plynu (napr. argónu alebo neónu) zvyšuje celkový tlak systému, ale nemení parciálny tlak reaktantov alebo produktov, takže nedochádza k žiadnemu posunu rovnováhy.

Zdroje

• Atkins, P.W. (1993). Prvky fyzikálnej chémie (3. vydanie). Oxford University Press.
• Evans, D. J.; Searles, D. J.; Mittag, E. (2001), 'Fluktuačný teorém pre hamiltonovské systémy – Le Chatelierov princíp.' Fyzický prehľad E , 63, 051105 (4).
• Le Chatelier, H.; Boudouard O. (1898), 'Limity horľavosti plynných zmesí.' Bulletin Société Chimique de France (Paríž), v. 19, str. 483–488.
• Münster, A. (1970). Klasická termodynamika (preklad E.S. Halberstadt). Wiley-Interscience. Londýn. ISBN 0-471-62430-6.
• Samuelson, Paul A. (1947, zväčšené vydanie 1983). Základy ekonomickej analýzy . Harvard University Press. ISBN 0-674-31301-1.