Principe Le Chatelier: een wetenschappelijke doorbraak uit de 18e eeuw

Veel mensen weten van het bestaan ​​van het Le Chatelier-principe van de schoolbank. Maar weinigen begrijpen en kunnen uitleggen wat dit bekende principe is.

Franse wetenschapper vertelde de wereld over de wetdynamisch evenwicht in 1884. Voor de late negentiende eeuw was de ontdekking zeer significant en trok onmiddellijk de aandacht van de wetenschappelijke gemeenschap. Maar door het gebrek aan internationale wetenschappelijke samenwerking anderhalve eeuw geleden wisten alleen zijn landgenoten van de wetenschappelijke doorbraak van Le Chatelier. In 1887 zei de Duitse wetenschapper Karl Ferdinand Brown, die onafhankelijk dezelfde wetenschappelijke wet ontdekte, onwetend was van de ontdekking van de Fransman, over de verschuiving van het chemisch evenwicht onder veranderende externe omstandigheden. Het is geen toeval dat dit principe vaak het Le Chatelier-Brown-principe wordt genoemd.

Dus wat is het principe van Le Chatelier?

De systemen die in evenwicht zijn, hebben altijd de neiging omOm zijn evenwicht te bewaren en externe krachten, factoren en omstandigheden tegen te gaan. Deze regel is van toepassing op alle systemen en voor elk proces: chemisch, elektrisch, mechanisch, thermisch. Het Le Chatelier-principe heeft een speciale praktische betekenis voor reversibele chemische reacties.

Effect van temperatuur op stroomsnelheidreactie is direct afhankelijk van het type reactie voor het thermische effect. Met een toename van de temperatuur wordt het evenwicht verschoven naar de endotherme reactie. Verlaging van de temperatuur leidt respectievelijk tot een verschuiving van het chemische evenwicht naar de exotherme reactie. De reden hiervoor is te zien in het feit dat wanneer het systeem door externe krachten uit het evenwicht wordt gehaald, het in een toestand van minder afhankelijkheid van externe factoren verandert. De afhankelijkheid van endotherme en exotherme processen op de evenwichtstoestand wordt uitgedrukt door de Van't Hoff-vergelijking:

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

waar V2 de snelheid is van de chemische reactie bij een veranderde temperatuur, V1 is de initiële reactiesnelheid, en y is de temperatuurverschilparameter.

De Zweedse wetenschapper Arrhenius leidde de formule af voor de exponentiële afhankelijkheid van de reactiesnelheid op het temperatuurregime.

K = A • e (-E (RT)), waarbij E de activeringsenergie is, R de universele gasconstante is, en T de temperatuur in het systeem is. De waarde van A is een constante.

Naarmate de druk toeneemt, wordt een verplaatsing waargenomenchemisch evenwicht in de richting waarin stoffen een kleiner volume innemen. Als het volume van de uitgangsmaterialen grotere hoeveelheid reactieproducten, het evenwicht wordt verschoven naar de uitgangscomponenten. Indien derhalve het volume het volume van de reactieproducten van reactanten overschrijdt, het evenwicht wordt verschoven naar de resulterende chemische verbindingen. Aangenomen wordt dat elke mol gas inneemt hetzelfde volume onder normale omstandigheden. Maar de verandering van de druk in het systeem niet altijd invloed op de chemische balans. beginsel le Chatelier blijkt dat de additiereactie in een inert veranderingen gasdruk, maar het systeem in evenwicht. In deze reactie alleen significant de druk die is geassocieerd met de reactanten (helium geen vrije elektronen, is het niet reageert met bestanddelen in het systeem).

De toevoeging van een bepaalde hoeveelheid van een stof aan de reactie resulteert in een verschuiving in het evenwicht naar het proces waarin deze substantie kleiner wordt.

Equilibrium heeft een dynamisch karakter. Het wordt "gestoord" en "genivelleerd" op een natuurlijke manier in de loop van de reactie. Laten we deze situatie uitleggen aan de hand van een voorbeeld. Hydrogenering van de broomoplossing produceert waterstofbromide. Er komt een tijd dat het eindproduct te veel wordt gevormd, het volume groter is dan het totale volume van monomoleculen van waterstof en broom, de reactiesnelheid neemt af. Als u waterstof of broom aan het systeem toevoegt, zal de reactie in de tegenovergestelde richting gaan.