Ле шателье принцип

Принцип Ле Шателье

Состояние химического равновесия сохраняется при данных неизменных условиях любое время. При изменении же условий состояние равновесия нарушается, так как при этом скорости противоположных процессов изменяются в разной степени. Однако спустя некоторое время система снова приходит в состояние равновесия, но уже отвечающее новым изменившимся условиям.

Смещение равновесия в зависимости от изменения условий в общем виде определяется принципом Ле-Шателье (или принципом подвижного равновесия): если на систему, находящуюся в равновесии, оказывать воздействие извне путем изменения какого-либо из условий, определяющих положение равновесия, то оно смещается в направлении того процесса, протекание которого ослабляет эффект произведенного воздействия.

Так, повышение температуры вызывает смещение равновесия в направлении того из процессов, течение которого сопровождается поглощением тепла, а понижение температуры действует в противоположном направлении. Подобно этому повышение давления смещает равновесие в направлении процесса, сопровождающегося уменьшением объема, а понижение давления действует в противоположную сторону. Например, в равновесной системе 3Н2 +N2 Ле шателье принцип 2H3 N, ∆H o = -46,2 кДж повышение температуры усиливает разложение H3 N на водород и азот, так как этот процесс эндотермический. Повышение давления смещает равновесие в сторону образования H3 N, ибо при этом уменьшается объем.

Если в систему, находящуюся в состоянии равновесия, добавить некоторое количество какого-либо из веществ, участвующих в реакции (или наоборот, удалить из системы), то скорости прямой и обратной реакций изменяются, но постепенно снова уравниваются. Иными словами, система снова приходит к состоянию химического равновесия. В этом новом состоянии равновесные концентрации всех веществ, присутствующих в системе, будут отличаться от первоначальных равновесных концентраций, но соотношение между ними останется прежним. Таким образом, в системе, находящейся в состоянии равновесия, нельзя изменить концентрацию одного из веществ, не вызвав изменения концентраций всех остальных.

В соответствии с принципом Ле Шателье введение в равновесную систему дополнительных количеств какого-либо реагента вызывает сдвиг равновесия в том направлении, при котором концентрация этого вещества уменьшается и соответственно увеличивается концентрация продуктов его взаимодействия.

Изучение химического равновесия имеет большое значение как для теоретических исследований, так и для решения практических задач. Определяя положение равновесия для различных температур и давлений, можно выбрать наиболее благоприятные условия проведения химического процесса. При окончательном выборе условий проведения процесса учитывают также их влияние на скорость процесса.

Пример 1. Вычисление константы равновесия реакции по равновесным концентрациям реагирующих веществ.

Вычислите константу равновесия реакции А+В Ле шателье принцип 2С, если равновесные концентрации [А]=0,3моль∙л -1 ; [В]=1,1моль∙л -1 ; [С]=2,1моль∙л -1 .

Решение. Выражение константы равновесия для данной реакции имеет вид: Ле шателье принцип. Подставим сюда указанные в условии задачи равновесные концентрации: Ле шателье принцип =5,79.

Пример 2. Вычисление равновесных концентраций реагирующих веществ. Реакция протекает по уравнению А+2В Ле шателье принцип С.

Определите равновесные концентрации реагирующих веществ, если исходные концентрации веществ А и В соответственно равны 0,5 и 0,7 моль∙л -1. а константа равновесия реакции Кр =50.

Решение. На каждый моль веществ А и В образуется 2 моль вещества С. Если понижение концентрации веществ А и В обозначить через Х моль, то увеличение концентрации вещества будет равно 2Х моль. Равновесные концентрации реагирующих веществ будут:

Ле шателье принцип

По условию задачи справедливо значение х2. Отсюда равновесные концентрации реагирующих веществ равны:

СА =0,5-0,44=0,06моль∙л -1 ; СВ =0,7-0,44=0,26моль∙л -1 ; СС =0,44&#872&;2=0,88моль∙л -1 .

Пример 3. Определение изменения энергии Гиббса ∆G o реакции по значению константы равновесия Кр. Рассчитайте энергию Гиббса и определите возможность протекания реакции СО+Cl2 =COCl2 при 700К, если константа равновесия равна Кр=1,0685∙10 -4. Парциальное давление всех реагирующих веществ одинаково и равно 101325Па.

Решение. ∆G700 =2,303∙RT Ле шателье принцип .

Для данного процесса: Ле шателье принцип

Ле шателье принцип

Ле шателье принцип

Так как ∆Gо<0, то реакция СО+Cl2 Ле шателье принцип COCl2 при 700К возможна.

Пример 4. Смещение химического равновесия. В каком направлении сместится равновесие в системе N2 +3H2 Ле шателье принцип 2NH3 -22ккал:

а) при увеличении концентрации N2 ;

б) при увеличении концентрации Н2 ;

в) при повышении температуры;

г)при уменьшении давления?

Решение. Увеличение концентрации веществ, стоящих в левой части уравнения реакции, по правилу Ле-Шателье должно вызвать процесс, стремящийся ослабить оказанное воздействие, привести к уменьшению концентраций, т.е. равновесие сместится вправо (случаи а и б).

Реакция синтеза аммиака – экзотермическая. Повышение температуры вызывает смещение равновесия влево – в сторону эндотермической реакции, ослабляющей оказанное воздействие (случай в).

Уменьшение давления (случай г) будет благоприятствовать реакции, ведущей к увеличению объема системы, т.е. в сторону образования N2 и Н2 .

Пример 5. Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции в системе 2SO2 (г) + О2 (г) Ле шателье принцип 2SO3 (r) если объем газовой смеси уменьшится в три раза? В какую сторону сместится равновесие системы?

Решение. Обозначим концентрации реагирующих веществ: [SO2 ]=а, [Q2 ]=b, [SO3 ]=с. Согласно закону действующих масс, скорости прямой и обратной реакций до изменения объема равны

После уменьшения объема гомогенной системы в три раза концентрация каждого из реагирующих веществ увеличится в три раза: [SO2 ] = 3а,2 ] = 3b; [SO3 ] = 3с. При новых концентрациях скорости v’np прямой и обратной реакций:

Ле шателье принцип ; Ле шателье принцип

Следовательно, скорость прямой реакции увеличилась в 27 раз, а обратной — только в девять раз. Равновесие системы сместилось в сторону образования SO3 .

Пример 6. Вычислите, во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры от 30 до 70 0 С, если температурный коэффициент реакции равен 2.

Решение. Зависимость скорости химической реакции от температуры определяется эмпирическим правилом Вант-Гоффа по формуле

Ле шателье принцип

Следовательно, скорость реакции Ле шателье принцип при 70°С большескорости реакции Ле шателье принцип при 30° С в 16 раз.

Пример 7. Константа равновесия гомогенной системы

СО(г) + Н2 О(г) Ле шателье принцип СО2 (г) + Н2 (г) при 850°С равна 1. Вычислите концентрации всех веществ Ле шателье принцип при равновесии, если исходные концентрации: [СО]ИСХ = 3 моль/л, [Н2 О]ИСХ = 2 моль/л.

Решение. При равновесии скорости прямой и обратной реакций равны, а отношение констант этих скоростей постоянно и называется константой равновесия данной системы:

Ле шателье принцип

В условии задачи даны исходные концентрации, тогда как в выражение Кр входят только равновесные концентрации всех веществ системы. Предположим, что к моменту равновесия концентрация [СО2 ]Р = х моль/л. Согласно уравнению системы число молей образовавшегося водорода при этом будет также х моль/л. По столько же молей моль/л) СО и Н2 О расходуется для образования по х молей СО2 и Н2. Следовательно, равновесные концентрации всех четырех веществ (моль/л):

Зная константу равновесия, находим значение х, а затем исходные концентрации всех веществ:

Ле шателье принцип ; х 2 =6-2х-3х + х 2 ; 5х = 6, л = 1,2 моль/л.

Таким образом, искомые равновесные концентрации: [СО2 ]Р = 1,2 моль/л; [Н2 ]р = 1,2 моль/л; [СО]Р = 3 — 1,2 = 1,8 моль/л; [Н2 О]Р = = 2- 1,2 = 0,8 моль/л.

Пример 8. Эндотермическая реакция разложения пента-хлорида фосфора протекает по уравнению

РС15 (г) Ле шателье принцип РС13 (г) + С12 (г); ∆Н = +92,59 кДж.

Как надо изменить: а) температуру; б) давление; в) концент­рацию, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции — разложения РСl5 ?

Решение. Смещением или сдвигом химического равновесия называют изменение равновесных концентраций реагирующих веществ в результате изменения одного из условий реакции. Направление, в котором сместилось равновесие, определяется по принципу Ле Шателье: а) так как реакция разложения РС15 эндотермическая (∆Н > 0), то для смещения равновесия в сторону прямой реакции нужно повысить температуру: б) так как в данной системе разложение РС15 ведет к увеличению объема (из одной молекулы газа образуются две газообразные молекулы), то для смещения равновесия в сторону прямой реакции надо уменьшить давление; в) смещения равновесия в указанном направлении можно достигнуть как увеличением концентрации РС15. так иуменьшением концентрации РСl3 или С12 .

5.189.137.82 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.

III. Химическое равновесие. Правило Ле Шателье-Брауна.

Характер смещения под влиянием внешних воздействий можно прогнозировать применяя принцип Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии оказывается воздействие из вне, то равновесие в системе смещается так, чтобы ослабить внешнее воздействие.

1. Влияние концентраций.

Повышение концентрации одного из реагирующих веществ смещает равновесие реакции в сторону расходования вещества.

Понижение концентрации – в сторону образования вещества.

2. Влияние температуры.

Повышение температуры смещает равновесие в сторону реакции, идущей с поглощением теплоты (эндотермической), а понижение температуры смещает равновесие в сторону реакции, идущей с выделением теплоты (экзотермической).

3. Влияние давления.

Повышение давления смещает равновесие в сторону реакции, идущей с уменьшением объема и, наоборот, понижение давления – в сторону реакции, идущей с увеличением объема.

3.1. Примеры решения задач.

Пример 1. Как изменится скорость реакции, протекающей в закрытом сосуде, если увеличить давление в 4 раза?

Решение: увеличить давление в 4 раза означает увеличит и концентрацию газов во столько же раз.

Определяем скорость реакции до повышения давления.

Определяем скорость реакции после повышения давления.

Определяем во сколько раз возросла скорость реакции

Ответ: скорость реакции возросла в 64 раза.

Пример 2. Во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры с 20 С до 50 С0. Температурный коэффициент равен 3.

Решение: по правилу Вант – Гоффа Vт2 =Vт1 *γ T 2 -T 1 /10

Подставим данные в формулу:

Ответ: скорость реакции возросла в 27 раз.

Пример 3. Вычисление константы равновесия реакции по равновесным концентрациям реагирующих веществ и определение их исходных концентраций.

При синтезе аммиака N2 + ЗН2 == 2NН3 равновесие установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ (моль/л): CN2 = 2,5; CH2 = 1,8; CNH3 = 3,6. Paсчитайте константу равновесия этой реакции и концентрации азота и водорода.

Решение: определяем константу равновесия этой реакции:

Константа равновесия, вычисленная по концентрациям реагирующих веществ, обозначается Кс

Исходные концентрации азота и водорода находим на основе уравнения реакции. На образование двух молей NH3 расходуется один моль азота, а на образование 3,6 молей аммиака потребовалось 3,6/2=1,8 моля азота. Учитывая равновесную концентрацию азота,

находим его первоначальную концентрацию:

На образование двух молей NH3необходимо израсходовать 3 моля водорода, а доля получения 3,6 моля аммиака требуется

Пример 4. Константа равновесия гомогенной системы

при 850 0 С равна 1. Вычислите, концентрации всех веществ при равновесии, если исходные концентрации: [CO]исх = 3 моль/л, [H2 O]исх = 2 моль/л.

Решение: при равновесии скорости прямой и обратной реакций равны, а отношение констант этих скоростей есть тоже величина постоянная и называется константой равновесия данной системы:

В условии задачи даны исходные концентрации, тогда как в выражение Kравн входят только равновесные концентрации всех веществ системы. Предположим, что к моменту равновесия концентрации [CO2 ]равн = х моль/л. Согласно уравнению системы число молей образовавшегося водорода при этом будет также х моль/л. По столько же молей (х моль/л) СО и Н2 О расходуется для образования по х молей СО2. и Н2. Следовательно, равновесные концентрации всех четырех веществ будут:

Зная константу равновесия, находим значение х, а затем и исходные концентрации всех веществ:

х 2 = 6 — 2х – 3х + х 2 ; 5х = 6, х = 1,2 моль/л

Таким образом, искомые равновесные концентрации:

[CO]равн = 3 – 1,2 = 1,8 моль/л.

Пример 5. Эндотермическая реакция разложения пентахлорида фосфора протекает по уравнению:

Как надо изменить: а) температуру, б) давление; в) концентрацию, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции — разложения РСl5 ?

Решение: смещением или сдвигом химического равновесия называют изменение, равновесных концентраций реагирующих веществ в результате изменения одного из условий реакции. Направление, в котором сместилось равновесие, определяется но принципу Ле-Шателье: а) так как реакция разложения РС15 эндотермическая (ΔН > 0), то для смешения равновесия в сторону прямой реакции нужно повысить температуру; 6) так как в данной системе разложение РСl5 ведет к увеличению объема (из одной молекулы газа образуются две газообразные молекулы), то для смещения равновесия в сторону прямой реакции надо уменьшить давление; в) смещение равновесия в указанном направлении можно достигнут, как увеличением концентрации РСl5. так и уменьшением концентрации PCl3 или Cl2 .

Принцип Ле-Шателье это:

Влияние температуры

В каждой обратимой реакции одно из направлений отвечает экзотермическому процессу. а другое — эндотермическому .

Прямая реакция — экзотермическая, а обратная реакция — эндотермическая.

Влияние изменения температуры на положение химического равновесия подчиняется следующим правилам: При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры — в направлении экзотермической реакции.

Влияние давления

Во всех реакциях с участием газообразных веществ, сопровождающихся изменением объема за счет изменения количества вещества при переходе от исходных веществ к продуктам, на положение равновесия влияет давление в системе.

Влияние давления на положение равновесия подчиняется следующим правилам: При повышении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ (исходных или продуктов) с меньшим объемом; при понижении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ с большим объемом:

Таким образом, при переходе от исходных веществ к продуктам объем газов уменьшился вдвое. Значит, при повышении давления равновесие смещается в сторону образования NH3. о чем свидетельствуют следующие данные для реакции синтеза аммиака при 400°С:

Влияние концентрации

Влияние концентрации на состояние равновесия подчиняется следующим правилам:

  • При повышении концентрации одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции;
  • При повышении концентрации одного из продуктов реакции равновесие сдвигается в направлении образования исходных веществ.

Примечания

  1. Строгий (не формульный) вывод сокращенного принципа Ле Шателье-Брауна уже дан словесно Гиббсом в работе «О равновесии гетерогенных веществ» — своего рода парадокс: формулы Д. У. Гиббса обычно преобразуют в описательный эквивалент — см. статью А. И. Русанова и М. М. Шульца (1960) Русанов А. И. Шульц М. М. Вестник Ленинградского университета. 1960. № 4. С. 60-65

Wikimedia Foundation. 2010 .

Смотреть что такое «Принцип Ле-Шателье» в других словарях:

ПРИНЦИП ЛЕ ШАТЕЛЬЕ — предложенный А. Ле Шателье (1884) и термодинамически обоснованный К. Брауном (1887) принцип, согласно которому внешнее воздействие, выводящее систему из равновесия, стимулирует в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия.… … Экологический словарь

Принцип Ле Шателье — Принцип Ле Шателье  Брауна (1884 г.)  если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое либо из условий равновесия (температура, давление, концентрация, внешнее электромагнитное поле), то в… … Википедия

ПРИНЦИП ЛЕ ШАТЕЛЬЕ — ПРИНЦИП ЛЕ ШАТЕЛЬЕ, этот принцип был провозглашен в 1888 г. французским химиком Анри Луи Ле Шателье (1850 1936). Он формулируется следующим образом: если потревожить систему, находящуюся в состоянии РАВНОВЕСИЯ, то система стремится нейтрализовать … Научно-технический энциклопедический словарь

принцип Ле Шателье — см. принцип смещения химического равновесия … Химические термины

Принцип Ле Шателье — Брауна — Принцип Ле Шателье  Брауна (1884 г.)  если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне, изменяя какое нибудь из условий (температура, давление, концентрация), то равновесие смещается таким образом, чтобы… … Википедия

Принцип Ле Шателье—Брауна — Принцип Ле Шателье Брауна (1884 г.) если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне, изменяя какое нибудь из условий (температура, давление, концентрация), то равновесие смещается таким образом, чтобы уменьшить изменение. Анри… … Википедия

принцип Ле Шателье–Брауна — Le Šateljė ir Brauno principas statusas T sritis chemija apibrėžtis Principas, pagal kurį pusiausviroji sistema, kintant išorės sąlygoms, pati mažina išorės poveikį. atitikmenys: angl. Le Chatellier Braun principle rus. принцип Ле Шателье–Брауна … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Ле Шателье — Ле Шателье, Анри Луи Анри Луи Ле Шателье Анри Луи Ле Шателье (фр. Henri Louis Le Chatelier; 8 октября 1850, Париж  17 сентября 1936, Мирибель лез Эшель)  французский физик и … Википедия

ЛЕ ШАТЕЛЬЕ — БРАУНА ПРИНЦИП — ЛЕ ШАТЕЛЬЕ БРАУНА ПРИНЦИП: внешнее воздействие, выводящее систему из термодинамического равновесия, вызывает в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия. Предложен А. Ле Шателье (1884), термодинамически обоснован К. Брауном… … Энциклопедический словарь

Ле Шателье, Анри Луи — Анри Луи Ле Шателье фр. Henri Louis Le Chatelier … Википедия

  • Принципы движения экономической системы. Ю. С. Куснер, И. Г. Царев. Представлены в аналитическом виде основные уравнения движения экономической системы и решена задача поиска адекватных методов управления ее движением. Использован математический аппарат,… Подробнее Купить за 755 руб
  • Принципы движения экономической системы. Куснер Ю.С. Представлены в аналитическом виде основные уравнения движения экономической системы и решена задача поиска адекватных методов управления ее движением. Использован математический аппарат,… Подробнее Купить за 681 руб
  • Принципы движения экономической системы. Игорь Царев. Представлены в аналитическом виде основные уравнения движения экономической системы и решена задача поиска адекватных методов управления ее движением. Использован математический аппарат,… Подробнее Купить за 561 руб электронная книга

Другие книги по запросу «Принцип Ле-Шателье» >>

Принцип Ле Шателье – Брауна

Материал из Викизнание

Принцип Ле Шателье – Брауна. называемый также принципом смещения равновесия, является общим названием для ряда похожих принципов в химии, термодинамике, электродинамике, теории систем. экономике и в других науках. Существует несколько различных формулировок данного принципа, например:

«Всякая система. находящаяся в состоянии термодинамического равновесия, претерпевает в результате изменения одного из параметров термодинамического равновесия такие смещения других её параметров, которые, происходя сами по себе, вызвали бы изменение рассматриваемого параметра в противоположном направлении (то есть возникает некоторое сопротивление системы отклонению от равновесия)».

В другом определении более акцентируется внимание на направление смещения равновесия, чем на реакцию со стороны системы:

«Если на систему, находящуюся в равновесии, производится внешнее воздействие, то равновесие смещается в том направлении, при котором система как бы вновь восстанавливает своё прежнее состояние».

Значение принципа заключается в том, что он позволяет делать определённые предсказания в отношении эволюции системы, находящейся под внешним воздействием. В химии он используется для увеличения выхода реакции, а в фармакологии – для уточнения условий баланса биологической системы при связи лигандов с рецепторами (THE BIOPHYSICAL BASIS FOR THE GRAPHICAL REPRESENTATIONS, 2009-05-04). В экономике принцип позволяет объяснить равновесие цен в эффективных экономических системах.

Содержание

Химия [ править ]

В 1884 г. голландский физико-химик Я. Вант-Гофф высказал принцип смещения равновесия в зависимости от температуры, а французский химик Анри Ле Шателье обобщил этот принцип на другие величины. В 1887 г. Карл Браун обосновал принцип в рамках термодинамики. Принцип смещения равновесия был описан также в виде формул в работах Гиббса (Русанов А. И. Шульц М. М. Вестник Ленинградского университета. 1960. № 4. С. 60-65.)

Классическое выражение принципа в химии имеет вид:

«Если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-нибудь из условий (температура. объём. давление. концентрация ), то равновесие смещается таким образом, чтобы уменьшить изменение».

Влияние концентрации [ править ]

Концентрация влияет на состояние равновесия следующим образом:

  • При повышении концентрации одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции;
  • При повышении концентрации одного из продуктов реакции равновесие сдвигается в направлении образования исходных веществ.

В качестве иллюстрации рассмотрим реакцию угарного газа с водородом, с образованием метилового спирта:

В данной реакции выход метилового спирта будет больше при увеличении концентрации CO. Эффективность реакции также возрастёт при непрерывном удалении продуктов реакции.

Влияние температуры [ править ]

В каждой обратимой реакции одно из направлений отвечает экзотермическому процессу. а другое — эндотермическому. Для примера рассмотрим реакцию взаимодействия азота с водородом с образованием аммиака:

где Q = 92 кДж на 1 моль.

Прямая реакция — экзотермическая, идущая с выделением тепла а обратная реакция — эндотермическая, требующая поглощения тепла.

Влияние изменения температуры на положение химического равновесия подчиняется следующим правилам:

  • При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении исходных веществ реакции;
  • При понижении температуры химическое равновесие смещается в направлении продуктов реакции.

Следовательно, в приведённой реакции по мере выделения тепла растёт температура, что снижает выход аммиака.

Влияние давления [ править ]

Во всех реакциях с участием газообразных веществ, сопровождающихся изменением объема за счет изменения количества вещества при переходе от исходных веществ к продуктам реакции, на положение равновесия влияет давление в системе.

Влияние давления на положение равновесия подчиняется следующим правилам:

  • При повышении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ (исходных или продуктов реакции) с меньшим объемом;
  • При понижении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ с большим объемом;
  • При равенстве объёмов исходных веществ и продуктов реакции давление не влияет на равновесие реакции.

Рассмотрим снова реакцию азота с водородом:

Считая, что каждый моль газа при стандартных условиях занимает один и тот же объём, в левой части равенства имеем 4 объёма, а в правой части – два объёма. Таким образом, при переходе от исходных веществ к продукту реакции (аммиаку) объем газов уменьшился вдвое. Значит, при повышении давления равновесие смещается в сторону образования NH3. о чем свидетельствуют следующие данные для реакции синтеза аммиака при 400°С:

Эффект добавления инертного газа [ править ]

Данный эффект показывает, что не каждое изменение давления изменяет ход реакции, а лишь то, которое связано с самими реагирующими веществами. Так, если добавлять инертный газ, такой как гелий, в замкнутый объём, то равновесие в реакциях с газовыми фазами не изменится, несмотря на изменение общего давления в системе (P.W. Atkins. The Elements of Physical Chemistry, 3rd edition, Oxford University Press, 1993, p. 114). Для хода реакций важно не общее давление, а парциальные давления реагирующих веществ. Если же объём системы изменяется в зависимости от давления, то инертный газ может повлиять на ход реакции через изменение объёма и соответствующие изменения парциальных давлений.

Лоренц-инвариантная термодинамика [ править ]

Соотношения термодинамики могут быть переписаны в лоренц-инвариантном виде, как это было показано Сергеем Федосиным в 1999 г. в книге Физика и философия подобия от преонов до метагалактик, Пермь: Стиль-МГ, 1999, ISBN 5-8131-0012-1. 544 стр. Табл.66, Ил.93, Библ. 377 назв.). Для полной энергии системы получается следующее выражение:

Ле шателье принцип

где Ле шателье принцип – плотность электромагнитной и гравитационной энергий поля, связанной с объёмом системы Ле шателье принцип, Ле шателье принцип – функция сжатия. зависящая от давления Ле шателье принцип и плотности вещества Ле шателье принцип, Ле шателье принцип – химический потенциал. Ле шателье принцип – количество вещества в молях.

Если под действием каких-либо причин система отклоняется от состояния равновесия, то возвращающую к положению равновесия силу в общем виде можно записать так:

Ле шателье принцип

где Ле шателье принцип – температура как функция местоположения элемента объёма, Ле шателье принцип – энтропия элемента объёма.

В выражении для силы оказываются две компоненты, одна из которых связана с градиентом энтропии, а другая – с градиентом химического потенциала. Почти всегда обе компоненты силы противоположны друг другу, так что хотя система и смещается к новому положению равновесия, но при наличии силы сопротивления это происходит медленнее.

Электродинамика [ править ]

Ещё до появления принципа Ле Шателье – Брауна в электродинамике было известно правило Ленца. установленное в 1833 г.

«Индукционный ток в контуре направлен так, что создаваемый им поток магнитной индукции через поверхность, ограниченную контуром, стремится препятствовать тому изменению потока, которое вызывает данный ток ».

По своему смыслу правило Ленца совпадает с содержанием принципа Ле Шателье – Брауна, когда система препятствует сдвигу к новому положению равновесия наиболее эффективным из возможных в данных условиях способов.

Экономика [ править ]

Американский экономист Поль Самюэльсон в 1947 г. выразил принцип Ле Шателье – Брауна с помощью экономических терминов с целью описания условий экономического равновесия: если переменные параметры функции изменяются независимо, то наложение на них дополнительного ограничения (в виде связи параметров) при условии равновесия приводит к уменьшению изменения функции при изменении связанного параметра. В частности, востребованность товаров и гибкость рынка при снабжении товарами меньше при малых сроках, что объясняется ограничением в виде повышенных расходов по сравнению с большими сроками (Samuelson, Paul A. (1947, Enlarged ed. 1983). Foundations of Economic Analysis. Harvard University Press. ISBN 0-674-31301-1 ).

В рамках аппарата структуродинамики имеется следующая формулировка:

«Принцип Ле Шателье – Брауна описывает общесистемную закономерность, согласно которой любое изменение состояния системы, вызванное как внешними, так и внутренними причинами, порождает в системе процессы, направленные на компенсацию этого изменения».

Философия [ править ]

С более общей, философской точки зрения, принцип Ле Шателье – Брауна является проявлением философского закона сохранения и изменения организации системы, который в книге (Федосин С.Г. Физика и философия подобия от преонов до метагалактик, Пермь: Стиль-МГ, 1999, ISBN 5-8131-0012-1. 544 стр. Табл.66, Ил.93, Библ. 377 назв.) формулируется следующим образом:

«В процессе развития система стремится сохранить свою равновесную организацию и перестраивает её до нового оптимального значения, противодействуя всем влияниям или силам, изменяющим организацию».

Литература [ править ]

  • Hatta, Tatsuo (1987), «Le Chatelier principle,» The New Palgrave: A Dictionary of Economics. v. 3, pp. 155–57.
  • D.J. Evans, D.J. Searles and E. Mittag (2001), «Fluctuation theorem for Hamiltonian systems — Le Chatelier’s principle», Physical Review E, 63, 051105(4).

Внешние ссылки [ править ]

См. также [ править ]

Помогите нам сделать Викизнание лучше!
Поддержите проект!

  • Последнее изменение этой страницы: 16:47, 8 ноября 2016.
  • Содержимое доступно по лицензии Викизнание:License (если не указано иное).
  • Политика конфиденциальности
  • Описание Викизнание
  • Отказ от ответственности
  • Разместить баннерную/ссылочную рекламу
  • Я хочу себе такой же сайт или страницу! (платный и бесплатный хостинг Вавилон-wiki)
  • Хостинг для ваших веб-магазинов и сайтов
  • Ищем агентов-посредников по продаже наших услуг!
  • Сравнение с Википедией
  • Викизнание ЧаВо (FAQ)
  • Контактная информация
  • Официальная группа Викизнание-ВКонтакте
  • E-mail-адрес для юридически значимых сообщений: [email protected] Ле шателье принцип

Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье

Как уже отмечалось ранее, химическое равновесие всегда отвечает определенным условиям. При изменении внешних параметров (температуры, концентрации, в некоторых случаях – давления) равновесие может нарушиться. Это объясняется тем, что изменение условий неодинаково влияет на скорости прямой и обратной реакций. Через некоторое время эти скорости вновь сравниваются (за счет изменения равновесных концентраций) и наступает состояние равновесия, отвечающее новым условиям. Изменение равновесных концентраций реагирующих веществ, вызванное изменением какого-либо параметра системы, называется смещением. или сдвигом. химического равновесия.

В 1884 г. Ле Шателье сформулировал принцип, который помогает качественно предсказать смещение химического равновесия при изменении одного из параметров:

Если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказано внешнее воздействие, то равновесие сместится в направлении той реакции, которая ослабляет это воздействие.

Влияние изменения концентрации.

Введение в равновесную систему дополнительных количеств любого из реагирующих веществ ускоряет ту реакцию, в которой оно расходуется.

Например, в реакции:

повышение концентраций NO или O2 смещает равновесие вправо, повышение концентрации NO2 – влево. Равновесие смещается вправо также при уменьшении концентрации NO2. а при уменьшении концентрации NO или O2 – влево.

Повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции.

Таким образом, для того, чтобы судить о влиянии температуры на химическое равновесие, необходимо знать тепловой эффект (изменение энтальпии) реакции.

CO(газ) + H2 O(пар) ⇄ CO2(газ) + H2(газ) ; Ле шателье принцип = -43,0 кДж

характеризуется отрицательным значением стандартной энтальпии, следовательно, прямая реакция является экзотермической, обратная – эндотермической. Таким образом, при увеличении температуры равновесие сместится в сторону эндотермической, т.е. обратной реакции, а уменьшение температуры сместит равновесие в сторону экзотермической (прямой) реакции.

Изменение давления оказывает существенное влияние только на реакции, протекающие в газовой фазе.

При увеличении давления равновесие смещается в сторону образования меньшего числа моль (молекул) газа.

Действительно, уменьшение общего числа молекул в газовой смеси влечет за собой уменьшение давления в системе, что в свою очередь, ослабляет внешнее воздействие.

Так, уравнение обратимого процесса:

показывает, что из четырех молекул в левой части (одной молекулы азота и трех молекул водорода) образуются две молекулы аммиака. Таким образом, повышение давления смещает равновесие вправо, а понижение давления – влево.

В тех случаях, когда в результате реакции число молекул остается постоянным, равновесие при изменении давления не смещается.

К таким реакциям относятся, например:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *