Le Chatelierin kemian periaate

Le Chatelierin periaate on periaate, kun jännitys kohdistetaan kemialliseen järjestelmään tasapaino, tasapaino muuttuu stressin lievittämiseksi. Toisin sanoen sitä voidaan käyttää ennustamaan a: n suunta kemiallinen reaktio vastauksena olosuhteiden muutokseen lämpötila, keskittyminen, tilavuustai paine. Vaikka Le Chatelierin periaatetta voidaan käyttää ennustamaan vastausta tasapainon muutokseen, se ei selitä (molekyylitasolla), miksi järjestelmä reagoi samalla tavalla.

Avainkortit: Le Chatelierin periaate

Periaate on nimetty Henry Louis Le Chatelierille. Le Chatelier ja Karl Ferdinand Braun ehdottivat itsenäisesti periaatetta, joka tunnetaan myös nimellä Chatelierin periaate tai tasapainolaki. Laki voidaan sanoa:

Kun tasapainossa oleva järjestelmä altistuu lämpötilan, tilavuuden, pitoisuuden tai lämpötilan muutokselle paine, järjestelmä sopeutuu osittain vastaamaan muutoksen vaikutusta, mikä johtaa uuteen tasapaino.

Vaikka kemialliset yhtälöt on tyypillisesti kirjoitettu reagensseilla vasemmalla, nuolella osoittamalla vasemmalta oikealle ja tuotteilla oikealla, tosiasia on, että kemiallinen reaktio on tasapainossa. Toisin sanoen reaktio voi tapahtua sekä eteen- että taaksepäin tai olla palautuva. Tasapainossa tapahtuu sekä eteen- että takareaktioita. Yksi voi edetä paljon nopeammin kuin toinen.

Kemian lisäksi periaatetta sovelletaan hieman eri muodoissa myös farmakologian ja talouden aloilla.

keskittyminen: Lisääntynyt määrä reagenssit (niiden pitoisuus) muuttaa tasapainon tuottamaan enemmän tuotteita (tuote-suosittu). Tuotemäärän lisääminen siirtää reaktiota lisää reagensseja (reagenssin suosima). Reagenssien vähentäminen suosii reaktantteja. Vähenevät tuote suosii tuotteita.

Lämpötila: Lämpötila voidaan lisätä järjestelmään joko ulkoisesti tai kemiallisen reaktion seurauksena. Jos kemiallinen reaktio on eksoterminen (ΔH on negatiivinen tai lämpöä vapautuu), lämpöä pidetään reaktion tuloksena. Jos reaktio on endoterminen (ΔH on positiivinen tai lämpö absorboituu), lämpöä pidetään reagenssina. Joten lämpötilan nostamista tai laskemista voidaan pitää samalla tavalla kuin reaktanttien tai tuotteiden pitoisuuden lisäämistä tai alentamista. Lämpötilassa noustessa järjestelmän lämpö kasvaa, mikä aiheuttaa tasapainon siirtymisen vasemmalle (reagenssit). Jos lämpötilaa alennetaan, tasapaino muuttuu oikealle (tuotteet). Toisin sanoen, järjestelmä kompensoi lämpötilan alenemisen suosimalla lämpöä tuottavan reaktion.

Paine / Volume: Paine ja tilavuus voivat muuttua, jos yksi tai useampi kemiallisen reaktion osallistujista on kaasua. Kaasun osapaineen tai tilavuuden muuttaminen toimii samalla tavalla kuin kaasun pitoisuuden muuttaminen. Jos kaasun tilavuus kasvaa, paine laskee (ja päinvastoin). Jos paine tai tilavuus kasvaa, reaktio siirtyy kohti matalamman paineen sivua. Jos paine kasvaa tai tilavuus pienenee, tasapaino siirtyy kohti yhtälön korkeampaa painepuolta. Huomaa kuitenkin, että inertin kaasun (esim. Argonin tai neonin) lisääminen lisää kaasun kokonaispainetta Järjestelmä ei kuitenkaan muuta reagenssien tai tuotteiden osapainetta, joten tasapaino ei muutu tapahtuu.

• Atkins, P.W. (1993). Fysikaalisen kemian elementit (3. painos). Oxford University Press.
• Evans, D.J.; Searles, D.J.; Mittag, E. (2001), "Hamiltonin järjestelmien heilahtelulause - Le Chatelierin periaate." Fyysinen arviointi E, 63, 051105(4).
• Le Chatelier, H.; Boudouard O. (1898), "Kaasumaisten seosten syttyvyysrajat". Société Chimique de Francen tiedote (Pariisi), v. 19, s. 483–488.
• Münster, A. (1970). Klassinen termodynamiikka (käännös: E.S. Halberstadt). Wiley-Interscience. Lontoo. ISBN 0-471-62430-6.
• Samuelson, Paul A. (1947, laajentunut toim. 1983). Taloudellisen analyysin perusteet. Harvard University Press. ISBN 0-674-31301-1.