Principio Le Chatelier: una svolta scientifica del XVIII secolo

Molte persone conoscono l'esistenza del principio Le Chatelier dalla panchina della scuola. Ma pochi capiscono e possono spiegare che cos'è questo principio noto.

Scienziato francese ha parlato al mondo della leggeequilibrio dinamico nel 1884. Per la fine del diciannovesimo secolo, la scoperta fu molto significativa e attirò immediatamente l'attenzione della comunità scientifica. Ma a causa della mancanza di cooperazione scientifica internazionale, un secolo e mezzo fa, solo i suoi compatrioti conoscevano la svolta scientifica di Le Chatelier. Nel 1887, lo scienziato tedesco Karl Ferdinand Brown, che scoprì indipendentemente la stessa legge scientifica, ignorando la scoperta del francese, disse dello spostamento dell'equilibrio chimico in condizioni esterne mutevoli. Non è un caso che questo principio venga spesso chiamato il principio Le Chatelier-Brown.

Allora, qual è il principio di Le Chatelier?

I sistemi che sono in equilibrio tendono sempre aPer mantenere il suo equilibrio e contrastare forze esterne, fattori e condizioni. Questa regola si applica a tutti i sistemi e per qualsiasi processo: chimico, elettrico, meccanico, termico. Il principio di Le Chatelier ha un significato pratico speciale per le reazioni chimiche reversibili.

Effetto della temperatura sulla portatala reazione dipende direttamente dal tipo di reazione per l'effetto termico. Con un aumento della temperatura, l'equilibrio viene spostato verso la reazione endotermica. L'abbassamento della temperatura, rispettivamente, porta ad uno spostamento dell'equilibrio chimico verso la reazione esotermica. La ragione di ciò si vede nel fatto che quando il sistema viene rimosso dall'equilibrio da forze esterne, si trasforma in uno stato di minore dipendenza da fattori esterni. La dipendenza dei processi endotermici ed esotermici sullo stato di equilibrio è espressa dall'equazione di Van't Hoff:

V2 = V1 * y (T2-T1) / 10,

dove V2 è la velocità della reazione chimica ad una temperatura modificata, V1 è la velocità di reazione iniziale e y è il parametro della differenza di temperatura.

Lo scienziato svedese Arrhenius ha dedotto la formula per la dipendenza esponenziale della velocità di reazione sul regime di temperatura.

K = A • e (-E (RT)), dove E è l'energia di attivazione, R è la costante di gas universale e T è la temperatura nel sistema. Il valore di A è una costante.

All'aumentare della pressione, si osserva uno spostamentoequilibrio chimico nella direzione in cui le sostanze occupano un volume più piccolo. Se il volume delle sostanze iniziali è maggiore del volume dei prodotti di reazione, l'equilibrio si sposta verso i componenti originali. Di conseguenza, se il volume dei prodotti di reazione supera il volume dei reagenti, l'equilibrio si sposta verso i composti chimici risultanti. Si presume che ogni mole di gas occupi lo stesso volume in condizioni normali. Ma cambiare la pressione nel sistema non influenza sempre l'equilibrio chimico. Il principio Le Chatelier mostra che l'aggiunta di un gas inerte alla reazione modifica la pressione, ma non rimuove il sistema dall'equilibrio. In questo caso, solo la pressione che è associata alle sostanze in reazione è significativa per la reazione (l'elio non ha elettroni liberi, non interagisce con le sostanze nel sistema).

L'aggiunta di una certa quantità di una sostanza alla reazione comporta uno spostamento dell'equilibrio verso il processo in cui questa sostanza diventa più piccola.

L'equilibrio ha un carattere dinamico. Viene "disturbato" e "livellato" in modo naturale durante il corso della reazione. Cerchiamo di spiegare questa situazione attraverso un esempio. L'idrogenazione della soluzione di bromo produce acido bromidrico. Arriva un momento in cui il prodotto finale è formato troppo, il suo volume supera la quantità totale di monomolecule idrogeno e bromo, la velocità di reazione rallenta. Se si aggiunge idrogeno o bromo al sistema, la reazione andrà nella direzione opposta.