Principio di Le Chatelier: cambiare la concentrazione

Un sistema è in equilibrio dinamico quando la velocità della reazione diretta è uguale alla velocità della reazione inversa. Sebbene la reazione proceda ancora in entrambe le direzioni, le concentrazioni nette di reagenti e prodotti rimangono costanti. A questo punto, se si modifica la concentrazione di un reagente o di un prodotto, per esempio aggiungendo un'ulteriore molecola A o rimuovendo qualche molecola C, l'equilibrio viene disturbato.

Tali cambiamenti aggiungono stress al sistema. Secondo il principio di Le Châtelier, quando un sistema in equilibrio viene sollecitato a causa di un cambiamento di concentrazione, di un cambiamento di volume o di pressione, o di un cambiamento di temperatura, la posizione di equilibrio si sposta in una data direzione per minimizzare lo stress e ripristinare l'equilibrio. Per comprendere la risposta di un sistema ai cambiamenti di concentrazione, considerate due vasche d'acqua collegate, A e B.Inizialmente, il livello dell'acqua nelle due vasche è uguale e il sistema è in equilibrio.

Quindi, dell'acqua viene aggiunta alla vasca B.Questo stress aumenta il livello dell'acqua nella vasca B e ne disturba l'equilibrio. Per compensare questo stress, dell'acqua fluisce nella vasca A per ripristinare l'equilibrio. Viceversa, se l'acqua viene rimossa dalla vasca B, anche l'abbassamento del livello dell'acqua innesca uno stress.

Di conseguenza, l'acqua della vasca A fluisce nella vasca B per ripristinare l'equilibrio. Per un sistema in equilibrio, il quoziente di reazione equivale alla costante di equilibrio. L'aggiunta di più reagenti alla miscela di equilibrio diminuisce Q.Secondo il principio di Le Châtelier, il sistema minimizza questo stress spostando la posizione di equilibrio verso i prodotti per usare il reagente aggiunto, e ristabilire l'equilibrio.

Allo stesso modo, la rimozione di un prodotto dalla miscela di equilibrio porterà a una risposta simile per ristabilire l'equilibrio. Al contrario, l'aggiunta di più prodotti aumenta Q.Pertanto, la posizione di equilibrio si sposta verso i reagenti per consumare il prodotto aggiunto e ripristinare l'equilibrio. Un cambiamento nella concentrazione sposta la posizione di equilibrio senza cambiare il valore di K.