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Le Châtelier-Prinzip

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Nach Le Châtelier-Prinzip ist das Gleichgewicht eines Systems durch einen Stress gestört wird das System verschieben, um zu kompensieren.

Wenn ein chemisches System im Gleichgewicht ist, gibt es keine Nettoänderung in der Konzentration der Reaktanden oder Produkte. Wenn Parameter, z. B. Konzentration oder Temperatur geändert wird, wird das Gleichgewicht gestört werden.

Das System readjusts durch die Richtung der Reaktion zu verschieben, bis ein neues Gleichgewicht erreicht ist.

Dieses Video wird Le Châtelier Prinzip demonstriert den Einfluss der Konzentration und Temperatur auf chemische Reaktionen im Gleichgewicht.

Reversible chemische Reaktionen bestehen aus zwei konkurrierende Prozesse: die vorderen Reaktion und die umgekehrte Reaktion. Wenn diese beiden Prozesse mit der gleichen Rate auftreten, ist das System im Gleichgewicht. Le Châtelier-Prinzip besagt, dass, wenn ein System im Gleichgewicht gestresst ist, es verschieben wird, um die Störung entgegen zu wirken.

Zum Beispiel, wenn die Konzentration der Reaktionspartner Spezies in einem Gleichgewicht-Lösung erhöht wird, verschiebt das Gleichgewicht in Richtung der Produkte erhöhen die Rate der Reaktion nach vorne. Schließlich wird das System ein neues Gleichgewicht erreichen.

Temperatur kann auch als Reaktion Komponente gedacht werden. Bei exothermen Reaktionen wird Wärme abgegeben, so dass es ein Produkt. Bei endothermen Reaktionen wird Wärme aus der Umgebung, so dass es ein Reaktionspartner aufgenommen. So hinzufügen oder Entfernen von Wärme wird das Gleichgewicht stören, und das System wird angepasst.

Dieses Experiment wird mit Thiocyanat, ein Eisen (III)-Thiocyanat-Komplex bilden die Ionischen Reaktion des Eisens (III) betrachten. Das Produkt ist rot, während die Edukte sind gelb oder farblos, so dass für Verschiebungen im Gleichgewicht, visuell beobachtet werden.

Die Konzentrationen dieser Komponenten werden durch entweder direkt hinzufügen von Ionen in Lösung oder selektiv entfernen sie durch die Bildung von unlöslichen Salze verändert werden. Die Wirkung einer Temperaturänderung auf diese Lösung wird auch beobachtet werden.

Nun, da Sie Le Châtelier-Prinzip zu verstehen, sind Sie bereit, das Verfahren zu beginnen.

Um den Vorgang zu starten, legen Sie einen Tropfen von 1 M Eisen Nitratlösung in ein Reagenzglas. Geben Sie einen Tropfen 1 M Kalium-Thiocyanat-Lösung im zweiten Reagenzglas. Verdünnen Sie jeweils mit 2 mL Wasser. Diese beiden Rohre dienen als Kontrollen für den Rest des Experiments.

Als nächstes in einen neuen Schlauch, einen Tropfen der jeweiligen Lösung. 16 mL Wasser hinzugeben und gut durchmischen. Notieren Sie alle Beobachtungen.

Teilen Sie diese Mischung in 2 mL Portionen in sieben beschrifteten Reagenzgläser. Das erste Rohr als Eisen Thiocyanat Kontrolle beiseite.

Fügen Sie Reaktionspartner, Röhren 1 – 6 nach Tabelle 2 unten. Rütteln Sie, um zu mischen, jedes Mal, wenn eine Spezies hinzugefügt wird, und notieren Sie alle Beobachtungen.

Reagenzglas Platz 7 in ein heißes Wasserbad für 1 – 2 min. vergleichen die warme Lösung für das Eisen-Thiocyanat-Steuerelement, und notieren Sie alle Beobachtungen.

In Lösungen 1 und 2 verstärkt die rote Farbe wie die Konzentration der Edukte erhöht wurde. Dies bedeutet, dass das Gleichgewicht auf der rechten Seite, führt zur Produktion von mehr Eisen (III) Thiocyanat verlagert.

Die Lösungen, die Silbernitrat empfangen wurde farblos und bildeten einen Niederschlag. Die Zugabe von Thiocyanat-Ionen verursacht die rote Farbe wieder. Die rote Farbe nicht wieder angezeigt, wenn Eisen-Ionen hinzugefügt wurde. Aus diesen Beobachtungen kann geschlossen werden, dass das Thiocyanat-Ion selektiv aus der Lösung in den Niederschlag entfernt wurde. Da die Konzentration verringert, das Gleichgewicht nach links verschoben. Hinzufügen von Thiocyanat-Ionen wieder in Lösung verursacht das Gleichgewicht wieder nach rechts zu verschieben.

Die Lösungen, die Kalium Phosphat erhalten wurden beobachtet, zu verblassen und gelb werden. Als Eisen-Ionen-Konzentration erhöht wurde, tauchte die rote Farbe und die Lösung wurde trüb. Erhöhung der Thiocyanat-Ionen-Konzentration war wirkungslos. So können abgeleitet werden, dass Eisen aus Lösung bilden ein Eisensalz Phosphat, wodurch das Gleichgewicht nach links verschieben selektiv entfernt wurde. Das Eisensalz Phosphat ausgefällt schließlich aus der Lösung wenn mehr Eisen wurde hinzugefügt, und das Gleichgewicht wieder nach rechts verschoben.

Die rote Farbe der Lösung 7 verblasst zu Orange als Temperatur erhöht. Dieses Gleichgewicht auf der linken Seite verdeutlicht, dass die Reaktion exotherm ist, und diese Hitze wird erzeugt, wenn das Eisen Thiocyanat Produkt gebildet wird.

Das Konzept des Gleichgewichts Verschiebung hat mehrere Anwendungen in verschiedensten wissenschaftlichen Bereichen.

Le Châtelier Prinzip erklärt warum Pufferlösungen pH Änderung widerstehen. In diesem Beispiel wurde eine Natrium-Acetat-Pufferlösung verwendet, um einen nahezu konstanten pH-Wert zu erhalten.

In wässriger Lösung ist Säure Dissoziation eine reversible Reaktion wo die Wasserstoff-Ionen Anionen distanziert. Pufferlösungen sind oft ein Gleichgewicht Mischung aus dissoziierter Wasserstoffionen, eine schwache Säure und seine Anion – auch bekannt als seine konjugierte Base.

Wenn eine starke Säure hinzugefügt wird, wird es vollständig distanzieren, Erhöhung der Konzentration von Wasserstoff-Ionen in Lösung. Das Gleichgewicht der schwach saure Reaktion verschiebt sich nach links auf die Konzentration von Wasserstoff-Ionen zu reduzieren, bis ein neues Gleichgewicht erreicht. Aus diesem Grund sind Pufferlösungen als Mittel des Haltens der pH-Wert auf einem nahezu konstanten Wert in einer Vielzahl von chemischen Anwendungen verwendet.

Polymerisation, den Prozess der reagierenden Moleküle zusammen, um Polymer-Ketten bilden, ist für bakterielle Zellteilung unerlässlich. In diesem Beispiel wurde Le Châtlelier Grundsatz beachtet, indem Sie FtsZ Sedimentation Tests unter verschiedenen Bedingungen durchführen. Neun Puffer entstanden, jede mit einzigartigen Kompositionen und pH-Werte. Polymerisation induziert, damals von 90° Winkel Lichtstreuung überwacht. Festgestellt wurde, dass der pH-Wert und die Puffer Zusammensetzung Polymerisation beeinflusst, da jeweils einen Stressor versehen, der das Reaktionsgleichgewicht verschoben.

Zu guter Letzt kann Le Châtlelier Prinzip in der Produktion und Verwertung von Werkstoffen in organischen Reaktionen verwendet werden. In diesem Beispiel wurde Ammonium Stickstoff-reiche Bäche erholt.

Der Stream wurde durch eine elektrochemische System, das Wasser oxidiert und damit für die Trennung von Ammonium-Ionen geführt. Diese Ionen wurden dann zu hohen pH-Wert, verlagert ihr Gleichgewicht, und fahren die Umwandlung von Ammonium zu flüchtigen Ammoniak unterzogen.

Dies erfasst Ammoniak dann durchströmt eine Abisolieren und Absorption Spalte um das Ammoniak im sauren Milieu, verschiebt das Gleichgewicht in die andere Richtung zu fangen.

Sie sah nur Jupiters Einführung auf den Einfluss von Temperatur und Konzentration auf Reaktionen nach Le Châtelier-Prinzip. Sie sollten jetzt verstehen das Konzept des Gleichgewichts, verschiebt sich wie Konzentrationsänderungen führen werden und diese Wärme kann eine Reaktion Komponente betrachtet werden.

Danke fürs Zuschauen!

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