Le Chatelier의 원리와 구성



그 Le Chatelier의 원리 외부 에이전트에 의해 야기되는 영향을 상쇄하기위한 평형 시스템의 반응을 기술한다. 그것은 1888 년 프랑스 화학자 Henry Louis Le Chatelier에 의해 공식화되었습니다. 닫힌 시스템에서 평형을 이룰 수있는 화학 반응에 적용됩니다..

폐쇄 형 시스템이란 무엇입니까? 그것은 국경 사이에 에너지의 이동이있는 곳입니다 (예를 들어, 큐브). 그러나 시스템을 변경하려면 시스템을 열어 다시 닫아야 시스템이 시스템의 장애 (또는 변경)에 어떻게 반응하는지 연구해야합니다..

일단 닫히면, 시스템은 평형 상태로 되돌아 올 것이고,이 원리를 통해 그 시스템을 달성하는 방법을 예측할 수 있습니다. 새로운 평형은 이전의 평형과 동일합니까? 그것은 시스템이 외부 교란을받는 시간에 달려있다; 그것이 충분히 오래 지속된다면, 새로운 균형은 다릅니다..

색인

  • 1 구성 요소는 무엇입니까??
  • 2 화학 평형을 변화시키는 요인
    • 2.1 농도 변화
    • 2.2 압력 또는 체적 변화
    • 2.3 온도 변화
  • 3 신청
    • 3.1 Haber 프로세스에서
    • 3.2 원예
    • 3.3 동굴 형성
  • 4 참고

그것은 무엇으로 이루어 집니까??

다음 화학 반응식은 평형에 도달 한 반응에 해당합니다.

aA + bB <=> cC + dD

이 식에서, a, b, c 및 d는 화학량 론 계수이다. 시스템이 폐쇄되어 있기 때문에, 균형을 방해하는 반응물 (A 및 B) 또는 생성물 (C 및 D)은 외부로부터 유입되지 않는다.

그러나 균형이 정확히 무엇을 의미합니까? 이것이 확립되면 직접 반응 (오른쪽으로)과 역방향 (왼쪽으로)의 속도가 동일 해집니다. 따라서 모든 종의 농도는 시간이 지남에 따라 일정하게 유지됩니다..

위의 내용은 다음과 같이 이해할 수 있습니다. 약간의 A와 B를 반응시켜 C와 D를 생성하고, 동시에 서로 반응하여 A와 B를 재생성합니다. 시스템이 평형을 유지하는 동안.

그러나 시스템에 외란이 가해지면 (A, 열, D 또는 부피 감소를 추가하여) Le Chatelier의 원리는 메커니즘을 설명하지는 않지만 발생한 영향에 어떻게 대처할 것인지 예측합니다 평형 상태로 돌아갈 수있는 분자.

따라서, 변화에 따라 반응의 감각을 선호 할 수 있습니다. 예를 들어, B가 원하는 화합물이면 평형이 그 형성으로 이동하는 방식으로 변화가 일어난다..

화학 균형을 변경시키는 요인

Le Chatelier의 원칙을 잘 이해하려면 균형이 균형으로 이루어져 있다고 가정하는 것이 좋습니다.

이 접근법에서 볼 때, 시약은 왼쪽 (또는 바스켓) 플레이트에서 칭량되고 제품은 오른쪽에서 무게가 측정됩니다. 여기에서 시스템의 응답 예측 (균형)이 쉬워집니다..

농도 변화

~A + bB <=> cC + dD

방정식의 이중 화살표는 저울의 생크를 나타내며 접시는 밑줄을 나타냅니다. 그런 다음 A의 양 (그램, 밀리그램 등)이 시스템에 추가되면 오른쪽 접시에 더 많은 무게가 있고 그 눈금은 그쪽으로 기울어집니다.

결과적으로 C + D 팬이 상승합니다. 즉, 그것은 A + B 요리 앞에서 중요성을 얻습니다. 다시 말하면 : A를 추가하기 전에 (B에서) 잔액이 제품 C와 D를 위쪽으로 이동시킵니다.

화학적 측면에서 볼 때, 균형은 오른쪽으로 이동합니다 : 더 많은 C와 D의 생산으로.

시스템이 C와 D의 양을 더한 경우에는 반대가 발생합니다. 왼쪽 받침 접시가 더 무거워 져서 오른쪽 받침이 상승합니다.

다시 이것은 A와 B의 농도를 증가시킨다. 따라서 왼쪽으로의 밸런스 전환이 발생합니다 (반응물).

압력 또는 체적 변화

~A (g) + bB (g) <=> cC (g) + dD (g)

시스템에서 발생하는 압력 또는 체적의 변화는 기체 상태의 종에만 주목할 만하다. 그러나, 우수한 화학 방정식으로 인해 이러한 변화는 평형을 변화시키지 못합니다.

왜? 방정식의 양쪽에있는 가스 총 몰량이 같기 때문에.

저울은 압력 변화의 균형을 맞추기 위해 노력할 것이지만, 두 반응 모두 (직접 및 역방향) 동일한 양의 가스를 생산하기 때문에 변하지 않습니다. 예를 들어, 다음 화학 반응식에 대해 균형이 이러한 변화에 응답합니다.

~A (g) + bB (g) <=> 전자E (g)

여기서 시스템의 체적 감소 (또는 압력 증가) 전에 스케일은이 효과를 줄이는 판을 들어 올립니다. 

어떻게? E의 형성을 통해 압력을 감소시킨다. 이것은 A와 B가 E보다 더 많은 압력을 가함에 따라 반응하여 그 농도를 낮추고 E를 증가시키기 때문이다.

마찬가지로 Le Chatelier의 원칙은 물량 증가의 효과를 예측합니다. 이것이 일어날 때, 저울은 압력의 손실을 복구하는 더 많은 가스 성 두더지의 형성을 촉진함으로써 효과를 중화해야합니다. 이번에는 균형을 왼쪽으로 옮기고 접시 A + B를 들었다..

온도 변화

열은 반응성과 생성물 모두로 간주 될 수 있습니다. 따라서, 반응 엔탈피 (ΔHrx)에 따라, 반응은 발열 성 또는 흡열 성이다. 그런 다음 화학적 방정식의 왼쪽 또는 오른쪽에 열을가합니다..

aA + bB + 열 <=> cC + dD (흡열 반응)

aA + bB <=> cC + dD + 열 (발열 반응)

여기서, 시스템의 가열 또는 냉각은 농도 변화의 경우와 동일한 반응을 생성한다.

예를 들어, 반응이 발열 반응 인 경우 시스템을 냉각하면 평형이 왼쪽으로 변위됩니다. 반면에 그것이 가열되면, 반응은 우측 (A + B)쪽으로 더 큰 경향으로 진행되며,.

응용 프로그램

무수히 많은 응용 분야에서 많은 반응들이 평형에 도달하기 때문에 다음과 같은 것들이 있습니다 :

하버의 과정에서

N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g) (발열 성)

우수한 화학 반응식은 산업 규모에서 생산되는 가장 큰 화합물 중 하나 인 암모니아의 형성에 해당합니다..

여기서, NH를 얻기위한 이상적인 조건3 온도가 매우 높지 않고 압력이 높은 곳 (200 ~ 1000 기압).

원예

자주색 수국 (상단 이미지)은 알루미늄 (Al3+) 토양에 존재한다. 이 금속 인 루이스 산 (Lewis acid)이 존재하면 산성화가 일어난다..

그러나, 알루미늄이 상기 토양에 불용성이고 식물에 의해 사용될 수 없기 때문에, 기초 토양에서 수 국의 꽃은 적색이다..

Le Chatelier의 원리를 알고있는 정원사는 지질의 산성화를 통해 수국의 색깔을 바꿀 수 있습니다..

동굴 형성

자연은 또한 Le Chatelier의 원칙을 활용하여 종유석으로 동굴 지붕을 덮습니다..

칼슘2+(ac) + 2HCO3-(ac) <=> CaCO3(s) + CO2(ac) + H2O (l)

CaCO3 (석회석)은 물뿐만 아니라 CO에 불용성이다2. CO2 탈출하면 균형이 오른쪽으로 이동합니다. 즉, 더 많은 CaCO의 형성쪽으로3. 이로 인해 위 그림과 같이 끝이 뾰족한 피니시가 자랍니다..

참고 문헌

  1. 닥 브라운의 화학. (2000). 이론 - 물리 고급 수준의 화학 - 평형 - 화학 평형 수정 사항 PART 3. 2018 년 5 월 6 일 일 출간 된 문서 : docbrown.info
  2. 제시 키. Equilibria Shifting : Le Chatelier의 원리. 2018 년 5 월 6 일에 가져온 사람 : opentextbc.ca
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (2017 년 5 월 19 일). Le Chatelier의 원리 정의. 2018 년 5 월 6 일에 검색 한 사람 : thoughtco.com
  4. Binod Shrestha. Le-Chatelier의 원리와 적용. 2018 년 5 월 6 일에 가져온 사람 : chem-guide.blogspot.com
  5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. 화학 (8 판). CENGAGE Learning, p 671-678.
  6. Advameg, Inc. (2018). 화학 평형 - 실제 응용 분야. 2018 년 5 월 6 일에 검색 한 사람 : scienceclarified.com
  7. 제임스 세인트 존. (2016 년 5 월 12 일). 석회화 Dripstone (루레이 동굴, 루레이, 버지니아, 미국) 38. 2018 년 5 월 6 일에 검색, flickr.com에서
  8. 스탠 밥. 수국 매크로 필로우 블라 우어 프린세스. (2005 년 7 월). [그림] 2018 년 5 월 6 일에 가져온 사람 : commons.wikimedia.org