Le Chatelierův princip je princip, kdy je stres aplikován na chemický systém na rovnováha, rovnováha se posouvá, aby zmírnila stres. Jinými slovy, lze ji použít k predikci směru a chemická reakce v reakci na změnu podmínek teplota, koncentrace, objem, nebo tlak. Zatímco Le Chatelierův princip lze použít k predikci reakce na změnu rovnováhy, nevysvětluje to (na molekulární úrovni), proč systém reaguje stejně.
Klíčové cesty: Le Chatelierův princip
- Le Chatelierův princip je také známý jako Chatelierův princip nebo zákon o rovnováze.
- Princip předpovídá vliv změn na systém. Nejčastěji se vyskytuje v chemii, ale vztahuje se také na ekonomii a biologii (homeostáza).
- Zásada v zásadě uvádí, že systém v rovnováze, který je podroben změně, reaguje na změnu a částečně působí proti změně a vytváří novou rovnováhu.
Chatelierův princip nebo zákon o rovnováze
Princip je pojmenován pro Henry Louis Le Chatelier. Le Chatelier a Karl Ferdinand Braun nezávisle navrhovali zásadu, která je známá také jako Chatelierův princip nebo zákon o rovnováze. Zákon může být stanoven:
Pokud je systém v rovnováze vystaven změně teploty, objemu, koncentrace nebo tlak se systém znovu nastaví tak, aby částečně čelil účinku změny, což má za následek nový rovnováha.
Zatímco chemické rovnice jsou typicky psány s reaktanty vlevo, šipka směřující zleva doprava a produkty vpravo, realita je taková, že chemická reakce je v rovnováze. Jinými slovy, reakce může probíhat ve směru vpřed i vzad nebo může být vratná. Při rovnováze dochází k reakci vpřed i zpět. Jeden může postupovat mnohem rychleji než druhý.
Kromě chemie se tento princip také v mírně odlišných formách vztahuje na oblasti farmakologie a ekonomiky.
Jak používat Le Chatelierův princip v chemii
Koncentrace: Zvýšení částky reaktanty (jejich koncentrace) posune rovnováhu a vytvoří více produktů (zvýhodněné produkty). Zvýšení počtu produktů posune reakci tak, aby se vytvořilo více reakčních složek (zvýhodněných reakčních složek). Snižující se reaktanty zvýhodňují reaktanty. Klesající produkt zvýhodňuje produkty.
Teplota: Teplota může být do systému přidána buď externě, nebo v důsledku chemické reakce. Pokud je chemická reakce exotermická (ΔH je negativní nebo se uvolňuje teplo), teplo se považuje za produkt reakce. Pokud je reakce endotermická (ΔH je pozitivní nebo je absorbováno teplo), teplo je považováno za reaktant. Zvýšení nebo snížení teploty lze tedy považovat za stejné jako zvýšení nebo snížení koncentrace reakčních složek nebo produktů. Při zvýšené teplotě se zvyšuje teplo systému, což způsobuje posun rovnováhy doleva (reaktanty). Pokud se teplota sníží, rovnováha se posune doprava (produkty). Jinými slovy, systém kompenzuje snížení teploty zvýhodněním reakce, která vytváří teplo.
Tlak / objem: Tlak a objem se mohou změnit, pokud je jedním nebo více účastníky chemické reakce plyn. Změna parciálního tlaku nebo objemu plynu působí stejně jako změna jeho koncentrace. Pokud se objem plynu zvýší, tlak se sníží (a naopak). Pokud se tlak nebo objem zvýší, reakce se posune směrem ke straně s nižším tlakem. Pokud se tlak zvýší nebo se objem sníží, rovnováha se posune směrem k vyšší tlakové straně rovnice. Všimněte si však, že přidání inertního plynu (např. Argonu nebo neonu) zvyšuje celkový tlak systém, ale nemění parciální tlak reakčních složek nebo produktů, takže nedochází k rovnovážnému posunu dojde.
Zdroje
- Atkins, P.W. (1993). Základy fyzikální chemie (3. vydání). Oxford University Press.
- Evans, D.J.; Searles, D.J.; Mittag, E. (2001), „Fluktuační věta pro hamiltonovské systémy - Le Chatelierův princip.“ Fyzická kontrola E, 63, 051105(4).
- Le Chatelier, H.; Boudouard O. (1898), "Limity hořlavosti plynných směsí." Bulletin de la Société Chimique de France (Paříž), v. 19, str. 483–488.
- Münster, A. (1970). Klasická termodynamika (přeložil E.S. Halberstadt). Wiley – Interscience. Londýn. ISBN 0-471-62430-6.
- Samuelson, Paul A. (1947, zvětšená ed. 1983). Základy ekonomické analýzy. Harvard University Press. ISBN 0-674-31301-1.