Le Chateliers prinsipp i hva som består av og applikasjoner



den Prinsipp for Le Chatelier beskriver responsen til et system i likevekt for å motvirke effekter forårsaket av et eksternt middel. Den ble formulert i 1888 av den franske kjemikeren Henry Louis Le Chatelier. Det påføres for enhver kjemisk reaksjon som er i stand til å oppnå likevekt i lukkede systemer.

Hva er et lukket system? Det er hvor det er overføring av energi mellom grensene (for eksempel en terning), men ikke av saken. Men for å utøve en endring i systemet er det nødvendig å åpne det, og deretter lukke det igjen for å studere hvordan det reagerer på forstyrrelsen (eller forandringen).

Når systemet er lukket, kommer systemet tilbake til likevekt, og måten å oppnå det på, kan forutses takket være dette prinsippet. Er den nye likevekten den samme som den forrige? Det avhenger av tiden som systemet er utsatt for ekstern forstyrrelse; Hvis det varer lenge nok, er den nye balansen forskjellig.

index

  • 1 Hva består det av??
  • 2 Faktorer som endrer kjemisk likevekt
    • 2.1 Endringer i konsentrasjon
    • 2.2 Endringer i trykk eller volum
    • 2.3 Temperaturendringer
  • 3 applikasjoner
    • 3.1 I Haber-prosessen
    • 3.2 I hagearbeid
    • 3.3 I dannelsen av huler
  • 4 referanser

Hva består det av??

Følgende kjemiske ligning tilsvarer en reaksjon som har nådd likevekt:

aA + bB <=> cC + dD

I dette uttrykket er a, b, c og d de støkiometriske koeffisientene. Siden systemet er lukket, kommer ingen reagenser (A og B) eller produkter (C og D) som forstyrrer balansen, inn fra utsiden.

Men hva betyr nettopp balanse? Når dette er oppnådd, utlignes hastigheten til den direkte reaksjonen (til høyre) og omvendt (til venstre). Derfor forblir konsentrasjonene av alle arter konstant over tid.

Dette kan forstås på følgende måte: Bare noen omsetning av A og B for å oppnå C og D, disse reagere med hverandre samtidig å regenerere A og B forbrukes, og så videre samtidig som systemet er i balanse.

Imidlertid, når den anvendes på en forstyrrelsesfri være system ved tilføyelse av A, varme, D eller volum- reduksjon, er prinsippet om Le Chatelier forutsi hvordan den skal oppføre seg for å motvirke effektene forårsaket, men ikke forklare mekanismen molekylær som det tillater deg å returnere til likevekt.

Således, avhengig av endrede endringer, kan følelsen av en reaksjon bli favorisert. For eksempel, hvis B er den ønskede forbindelse, utføres en forandring på en slik måte at likevekten beveger seg til dens formasjon.

Faktorer som endrer kjemisk balanse

For å forstå prinsippet om Le Chatelier er en utmerket tilnærming å anta at balansen består av en balanse.

Sett fra denne tilnærmingen veies reagensene til venstre (eller kurv) -platen og produktene veies til høyre. Herfra blir prediksjonen av systemets respons (balansen) lett.

Endringer i konsentrasjon

tilA + bB <=> cC + dD

Den doble pilen i ligningen representerer balanse akselen og understreking rettene. Så hvis du legger til systemet en mengde (gram, milligram, etc.) av A, vil det være mer vekt på riktig pan og tilt balansen mot den siden.

Som et resultat stiger C + D-pannen; det vil si, det får betydning for A + B-parabolen. Med andre ord: før tillegg av A (fra B) flytter balansen produkter C og D oppover.

I kjemiske termer slutter balansen til høyre: mot produksjon av mer C og D.

Det motsatte skjer i tilfelle at systemet legges til mengder av C og D: den venstre tallerken blir tyngre, noe som får den rette til å stige.

Igjen resulterer dette i en økning i konsentrasjonene av A og B; derfor genereres en balanseforskyvning til venstre (reaktantene).

Endringer i trykk eller volum

tilA (g) + bB (g) <=> cC (g) + dD (g)

Endringer i trykk eller volum som er forårsaket i systemet, har bare merkbare effekter på arter i gassform. For den overlegne kjemiske ligningen vil imidlertid ingen av disse endringene endre likevekten.

Hvorfor? Fordi mengden gassformige totale mol på begge sider av ligningen er den samme.

Balansen vil forsøke å balansere trykkendringene, men siden begge reaksjonene (direkte og omvendte) produserer samme mengde gass, forblir det uendret. For eksempel, for følgende kjemiske ligning, svarer saldoen på disse endringene:

tilA (g) + bB (g) <=> ogE (g)

Her, før en reduksjon i volumet (eller økt trykk) i systemet, vil skalaen øke platen som gjør det mulig å redusere denne effekten. 

Hvordan? Reduksjon av trykket, gjennom dannelsen av E. Dette er fordi, som A og B utøve mer trykk enn E, reagerer de for å minske og øke konsentrasjonen av E.

På samme måte spår prinsippet om Le Chatelier effekten av volumøkning. Når dette skjer, må balansen da motvirke effekten ved å fremme dannelsen av flere gassformige mol som gjenoppretter tapet av trykk; Denne gangen skifter balansen til venstre, løfter tallerken A + B.

Temperaturendringer

Varmen kan betraktes som både reaktivt og produkt. Derfor er reaksjonen, avhengig av reaksjonsenthalpien (ΔHrx) eksoterm eller endoterm. Deretter plasseres varmen på venstre eller høyre side av kjemisk ligning.

aA + bB + varme <=> cC + dD (endoterm reaksjon)

aA + bB <=> cC + dD + varme (eksoterm reaksjon)

Her genererer oppvarming eller kjøling av systemet de samme svarene som ved endringer i konsentrasjoner.

For eksempel, hvis reaksjonen er eksoterm, favoriserer kjølingen systemet forflytningen av likevekt til venstre; mens hvis det blir oppvarmet, fortsetter reaksjonen med en større tendens mot høyre (A + B).

søknader

Blant de utallige bruksområdene, ettersom mange reaksjoner når likevekt, har vi følgende:

I prosessen med Haber

N2(g) + 3H2(G) <=> 2NH3(g) (eksoterm)

Den overlegne kjemiske ligningen tilsvarer dannelsen av ammoniakk, en av de største forbindelsene produsert ved industrielle skalaer.

Her er de ideelle forholdene for å skaffe NH3 de er de der temperaturen ikke er veldig høy og også hvor det er høye trykknivåer (200 til 1000 atm).

I hagearbeid

Lilla hortensiaer (toppbildet) oppretter en balanse med aluminium (Al3+) tilstede i jorda. Tilstedeværelsen av dette metallet, Lewis-syre, bringer som en konsekvens forsuring av dem.

Men i basis jord hortensia blomster er rød, fordi aluminium er uoppløselig i disse jord, og kan ikke bli brukt i produksjonen.

En gartner med kjennskap til prinsippet om Le Chatelier kan endre fargen på hortensiaene gjennom den intelligente forsuring av jord.

I dannelsen av huler

Naturen utnytter også prinsippet om Le Chatelier for å dekke de cavernøse takene med stalaktitter.

Ca2+(ac) + 2HCO3-(Aq) <=> CaCO3(e) + CO2(ac) + H2O (l)

CaCO3 (kalkstein) er uoppløselig i vann, så vel som CO2. Som CO2 rømmer, balansen går til høyre; det vil si mot dannelsen av mer CaCO3. Dette forårsaker veksten av de spisse ferdigstillingene, som de i det øvre bildet.

referanser

  1. Doc Browns Kjemi. (2000). Teoretisk-Physical Chemistry Advanced Level - Likevekter - Equilibrium Kjemisk revidert DEL 3. Merknader Hentet 6. mai 2018, fra: docbrown.info
  2. Jessie A. Key. Equilibria Shifting: Le Chateliers prinsipp. Hentet den 6. mai 2018, fra: opentextbc.ca
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (19. mai 2017). Le Chateliers prinsippdefinisjon. Hentet 6. mai 2018, fra: thoughtco.com
  4. Binod Shrestha. Le-chateliers prinsipp og dets anvendelse. Hentet 6. mai 2018, fra: chem-guide.blogspot.com
  5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kjemi. (8. utgave). CENGAGE Learning, s. 671-678.
  6. Advameg, Inc. (2018). Kjemisk likevekt - Virkelige applikasjoner. Hentet 6. mai 2018, fra: scienceclarified.com
  7. James St. John. (12. mai 2016). Travertin Dripstone (Luray Caverns, Luray, Virginia, USA) 38. Hentet 6. mai 2018, fra: flickr.com
  8. Stan Shebs. Hydrangea macrophylla Blauer Prinz. (Juli 2005). [Figur]. Hentet 6. mai 2018, fra: commons.wikimedia.org