Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

14.9: Принцип Ле Шателье: изменение объема (давления)
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
Le Chatelier's Principle: Changing Volume (Pressure)
 
ТРАНСКРИПТ

14.9: Принцип Ле Шателье: изменение объема (давления)

При равновесии газовой фазы изменения концентрации реагенты и продуктов могут происходить при изменении объема и давления. Парциальное давление, P, идеального газа пропорционально его молярной концентрации, М.

Eq1

Таким образом, изменения парциального давления любого реагент или продукта по существу изменятся в концентрациях, поэтому эти изменения оказывают такое же влияние на равновесие. Помимо добавления или удаления реагенты или продуктов, давление (концентрации) видов в равновесии газовой фазы также можно изменить, изменив объем, занимаемый системой. Поскольку все виды газового равновесия занимают один и тот же объем, то изменение объема приведет к одинакового изменения концентрации как для реагенты, так и для продуктов. Для того чтобы определить, какой сдвиг, если он есть, этот тип напряжения вызовет, необходимо рассмотреть стехиометрию реакции.

При равновесии реакция N2 (g) + O2 (g) ⇌ 2 НЕТ (g) описывается реактивным соотношением

Eq2

Если объем, занимаемый равновесной смесью этих видов, уменьшается в 3 раз, парциальное давление всех трех видов будет увеличено в 3 раз:

Eq3

Таким образом, изменение объема этой газовой смеси не приводит к смещению равновесия.

Аналогичное лечение другой системы, 2 SO2 (g) + O2 (g) ⇌ 2 SO3 (g), однако, дает другой результат:

Eq4

В этом случае изменение объема приводит к тому, что коэффициент реакции меньше, чем константа равновесия, и поэтому равновесие будет смещаться вправо.

Эти результаты иллюстрируют взаимосвязь между стехиометрией газового фазового равновесия и эффектом изменения давления (концентрации), вызванного объемом. Если общее молярное количество реагенты и продуктов равно, как и в первом примере, изменение объема не смеет равновесие. Если молярное количество реагенты и продуктов отличается, изменение объема смещает равновесие в направлении, которое лучше «приспосабливает» изменение объема. Во втором примере три моль реагент (SO2 и O2) дают две моль продукта (SO3), и поэтому уменьшение объема системы вызывает смещение равновесия вправо, так как при прямой реакции образуется меньше газа (2 моль), чем при обратной реакции (3 моль). И наоборот, увеличение объема этой равновесной системы приведет к смещению в сторону реагента.

Этот текст был адаптирован к Openstax, Химия 2е изд., раздел 13.3 Сдвиг равновесия: Принцип Ле-Шателье.

Tags

Le Chatelier's Principle Equilibrium Stress Change In Volume Change In Pressure System Response Disturbance Equilibrium Position Minimize Stress Ideal Gas Law Number Of Moles Shift In Equilibrium Gas Particles Chemical Equilibrium Phosphorus Pentachloride Decomposition Phosphorus Trichloride Chlorine Gas

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter