14.8:
Zasada Le Chateliera: zmiana objętości (ciśnienia)
W przypadku równowagi fazy gazowej zmiany stężeń reagentów i produktów mogą wystąpić przy zmienionej objętości i ciśnieniu. Ciśnienie parcjalne P gazu doskonałego jest proporcjonalne do jego stężenia molowego, M.
Tak więc zmiany ciśnień cząstkowych dowolnego reagenta lub produktu są zasadniczo zmianami stężeń, dlatego zmiany te mają taki sam wpływ na równowagę. Oprócz dodawania lub usuwania reagentów lub produktów, ciśnienia (stężenia) gatunków w równowadze fazy gazowej można również zmieniać poprzez zmianę objętości zajmowanej przez układ. Ponieważ wszystkie gatunki równowagi fazy gazowej zajmują tę samą objętość, dana zmiana objętości spowoduje taką samą zmianę stężenia zarówno dla reagentów, jak i produktów. Aby określić, jaką zmianę, jeśli w ogóle, wywoła ten rodzaj naprężenia, należy wziąć pod uwagę stechiometrię reakcji.
W stanie równowagi reakcję N2 (g) + O2 (g) ⇌ 2 NO (g) opisuje się ilorazem reakcji
Jeżeli objętość zajmowana przez równowagę mieszaniny tych gatunków zmniejszy się o współczynnik 3, ciśnienia cząstkowe wszystkich trzech gatunków zostaną zwiększone o współczynnik 3:
Tak więc zmiana objętości tej mieszaniny równowagi gazowo-fazowej nie powoduje przesunięcia równowagi.
Podobne traktowanie innego układu, 2 SO2 (g) + O2 (g) ⇌ 2 SO3 (g), daje jednak inny wynik:
W tym przypadku zmiana objętości powoduje, że iloraz reakcji jest mniejszy niż stała równowagi, a więc równowaga przesunie się w prawo.
Wyniki te ilustrują związek między stechiometrią równowagi fazy gazowej a wpływem zmiany ciśnienia (stężenia) wywołanej objętością. Jeśli całkowite ilości molowe reagentów i produktów są równe, jak w pierwszym przykładzie, zmiana objętości nie zmienia równowagi. Jeśli ilości molowe reagentów i produktów są różne, zmiana objętości przesunie równowagę w kierunku, który lepiej “dostosuje” się do zmiany objętości. W drugim przykładzie trzy mole reagenta (SO2 i O2) dają dwa mole produktu (SO3), a więc zmniejszenie objętości układu powoduje przesunięcie równowagi w prawo, ponieważ reakcja naprzód wytwarza mniej gazu (2 mol) niż reakcja odwrotna (3 mol). I odwrotnie, zwiększenie objętości tego układu równowagi spowodowałoby przesunięcie w kierunku reagentów.
Ten tekst został zaadaptowany z Openstax, Chemia 2e, Sekcja 13.3 Przesuwanie równowagi: zasada LeChateliera.
Related Videos
Chemical Equilibrium
48.5K Wyświetlenia
Chemical Equilibrium
45.0K Wyświetlenia
Chemical Equilibrium
23.3K Wyświetlenia
Chemical Equilibrium
29.8K Wyświetlenia
Chemical Equilibrium
47.1K Wyświetlenia
Chemical Equilibrium
46.1K Wyświetlenia
Chemical Equilibrium
56.4K Wyświetlenia
Chemical Equilibrium
33.2K Wyświetlenia
Chemical Equilibrium
28.2K Wyświetlenia
Chemical Equilibrium
45.3K Wyświetlenia