تعريف مبدأ لو شاتيلير

كانديلا روسيو باربيسان | ديسمبر. 2021
مهندس كيميائي

الاضطرابات

عندما نتحدث عن الاضطرابات نشير إلى التغييرات التي يمكن أن تغير الرصيد من أ تفاعل كيميائي. في الأساس ، يشرح Le Chatelier تأثير الثلاثة عوامل على وجه التحديد التي يمكن إزعاجها ، هم: درجة الحرارةوضغط وتركيز الأنواع المعرضة للخطر. بعد ذلك ، سنرى كيف تتم دراسة التأثير الناتج عن الصدمات المختلفة.

درجة حرارة

ستؤثر درجة الحرارة على ثابت التوازن للتفاعل الكيميائي. وبهذا المعنى ، إذا كانت هناك زيادة في درجة الحرارة ، فسوف يسعى النظام إلى التطور بطريقة تتصدى لتلك الزيادة في درجة الحرارة. إذا كنا في حالة يكون فيها التفاعل طاردًا للحرارة بالمعنى المباشر ، فإن إطلاق طاقة السعرات الحرارية لن يساعد في مواجهة الزيادة الملحوظة في درجة الحرارة ، لذلك سوف تميل إلى التطور في الاتجاه المعاكس ، مع رد الفعل العكسي السائد على الاتجاه المباشر.

وبالمثل ، افترض حدوث تفاعل ماص للحرارة بالمعنى المباشر ، حيث يمكن رؤية الحرارة على أنها مادة متفاعلة ، في مواجهة زيادة درجة الحرارة. سوف يميل إلى استهلاك تلك الحرارة لمواجهة تأثير الزيادة في درجة الحرارة ، لذلك يتطور النظام نحو المنتجات ، بالمعنى المباشر.

ضغط

الضغط والحجم لهما معاملة مماثلة ، حيث أنهما ، كما هو معروف ، يتناسبان عكسياً مع الغازات. هذا هو السبب في أن التغيرات في الضغط تؤثر فقط على الأنظمة التي تعمل مع الأنواع الموجودة فيها حالة التجمع الغازي وحيث يوجد تباين ملموس في عدد الشامات في الحالة الغازي.

إذا زاد ضغط النظام ، فسوف يتطور بطريقة تعارض زيادة الضغط ، وهذا يعني انخفاض إنتاج من مولات الغاز. وبالمثل ، إذا كان هناك انخفاض في الضغط ، فسيتطور النظام إلى حيث يوجد إنتاج أكبر للشامات في الحالة الغازية من أجل استعادة انخفاض الضغط.

يمكن إجراء الدراسة بنفس الطريقة من الحجم ، لأن إحدى طرق زيادة الضغط هي تقليل الحجم والعكس صحيح.

وتجدر الإشارة إلى أن التغيرات في الضغط أو الحجم لا تؤثر على ثابت التوازن للتفاعل الكيميائي.

تركيز

ستؤدي التغييرات في تركيزات المواد المتفاعلة أو المنتجات إلى تحرك النظام بحثًا عن إنتاج الأنواع التي تقلصت أو استهلاك من الأنواع التي تمت زيادتها ، طالما أنها تعمل بحجم ثابت.

إضافة محفز

تهدف إضافة عامل حفاز ، أي نوع لا يشارك في التفاعل الكيميائي ، إلى تقليل طاقة التنشيط ، لذلك ، يتم الوصول إلى التوازن بسرعة أكبر. بمعنى آخر ، ليس له تأثير على درجة تقدم التفاعل (لا يعدل التوازن) بل له تأثير على سرعة التي تحدث معها.

الاضطرابات المختلفة مفيدة في العمليات الصناعية لزيادة إنتاج بعض المركبات. دعونا نرى كمثال عملية هابر لإنتاج الأمونيا من النيتروجين والهيدروجين:

ن_{2 غ)}+ 3 ح_{2 غ)} ⟷ نيو هامبشاير_{3 (ز)}

دعونا نرى إذن ما هي الاضطرابات التي يمكن أن تحدث للنظام في حالة توازن لزيادة إنتاج الأمونيا. في المقام الأول ، عن طريق زيادة الضغط (أو تقليل الحجم) عند درجة حرارة ثابتة ، سيتطور النظام نحو حيث يكون هناك إنتاج أقل للشامات في الحالة الغازية. إذا لاحظنا التفاعل يحدث هذا بالمعنى المباشر ، فإن هذا الاضطراب سيسمح بزيادة إنتاج الأمونيا.

ثانيًا ، إنها عملية طاردة للحرارة (تطلق الحرارة) ؛ لذلك ، فإن انخفاض درجة حرارة النظام سيسمح له بالتطور نحو المكان الذي يتم إنشاؤه فيه الطاقة في شكل حرارة لمواجهة الاضطراب ، بحيث ، مرة أخرى ، إنتاج الأمونيا.

أخيرًا ، فيما يتعلق بتركيزات الأنواع. ستؤدي إضافة أي من المفاعلين إلى تحرك التفاعل في الاتجاه الأمامي سعياً لتكوين المزيد من الأمونيا. وفي الوقت نفسه ، فإن إزالة الأمونيا من النظام ستسمح أيضًا بزيادة إنتاجها بفضل حقيقة أن النظام سيسعى إلى التطور لمواجهة الانخفاض الملحوظ.

المؤلف: Candela Rocío Barbisan | الموقع: تعريف ABC | العنوان: Le Chatelier Principle | التاريخ: Dec. 2021 | عنوان Url: https://www.definicionabc.com/ciencia/principio-le-chatelier.php

مهندس كيميائي من UNMdP ، الأرجنتين ، يعمل في إدارة الأصول والنزاهة في مختلف الصناعات ، وخاصة النفط والغاز. معتمد في API 580 ، الفحص القائم على المخاطر ، من قبل معهد البترول الأمريكي. أستاذ في كلية الهندسة في UNMdP ، في رئاسة الكيمياء العامة 1 ، وحدة مختبر العمليات (السنة الرابعة ، م. كيمياء) والمفاعلات ومختبر التحكم (السنة الخامسة م. كيمياء).