Le Chatelier의 원칙은 온도, 양 또는 힘의 증가가 화학 과정에서 평형 상태에 어떻게 영향을 미치는지 예측하는 데 사용될 수 있습니다. 개념은 프랑스 물리학 자 Henry Louis Le Chatelier의 이름을 따서 명명되었습니다.
.. 이것은 특히 수익률을 정밀하게 예측하고 유지 해야하는 산업 상황에서 중요합니다.
le Chatelier의 원칙 압력
Le Chatelier의 원칙에 따르면, 평형을 달성하는 유일한 방법은 생산을 향상시키는 것입니다. 반응물의 양이 제기되면, 전방 반응이 장려된다. 반응의 평형은 합성에서 반응 혼합물의 사용으로 이동하여 반응 혼합물의 감소를 초래한다.
.마찬가지로, 제품 (투과)을 추가하면 후진 반응성이 향상되어 제품 농도가 떨어집니다. 반응물의 백분율이 떨어지면, 반응의 평형은 화학 성분의 합성으로 이동하고 반응물의 양이 증가한다.
.설명
2SO2 (g) + O2 (g) ⇋ 2SO3 (g)
반응물의 농도가 상승하면 평형은 다른 방향으로 이동합니다.
- 전진 응답이 더 가능성이 높습니다.
- 일부 SO2 또는 O2 형태 SO3.
- 반응의 평형이 반대편으로 이동합니다.
반응물의 백분율이 떨어지면, 평형은 기질 농도에 유리하게 변화 될 것이다.
- SO3 중 일부는 SO2 또는 O2로 변경됩니다.
- 반응의 평형이 왼쪽으로 이동합니다.
반응물 농도가 감소하면
- 반응의 평형은 삼중주의 황 농도를 증가시키기 위해 이동합니다.
- 전달 응답 속도 증가.
- 일부 SO2 또는 O2 형태 SO3.
- 반응의 평형이 오른쪽으로 이동합니다.
제품 농도가 증가하면
- 반응의 평형은 트라이 산화 황의 노출을 최소화하기 위해 이동합니다.
- 역 반응의 추가 증가.
- SO3 중 일부는 SO2 또는 O2로 변경됩니다.
- 반응의 평형이 왼쪽으로 이동합니다.
부피, 속도 또는 불활성 가스의 변화는 평형 및 제품 형성에 영향을 미칩니다.
kp =kc (rt) n
KP =압력 측면에서 평형 상수
KC =농도 측면에서 평형 상수
r =가스 상수
t =온도
n =생성물의 기체 몰 - 기체 몰의 반응물
액체 및 고체의 반응은 부피, 압력 또는 불활성 가스의 변화에 의해 영향을받지 않습니다. 그들은 기체 과정에 영향을 미쳤을 수도 있지만 효소의 수와 기질 분자 (n)의 증가가 0보다 큰 경우에만.
n이 0 :
와 같을 때Le Chatelier의 원칙에 따라 부피, 압력 또는 불활성 가스를 증가시키는 것은 평형 및 제품 형성에 영향을 미치지 않습니다.
n이 양수와 같을 때 :
압력의 증가 또는 부피 감소로 인해 제품의 생성은 느려질 것입니다. 반대로, 압력 감소 또는 부피 증가는 제품 생산을 향상시키는 데 반대의 영향을 미칩니다.
비활성 가스는 공정에 참여하지 않으며 부피 또는 압력을 높이는 데 전적으로 사용됩니다.
- 일정한 압력에서 불활성 가스의 주입은 부피와 제품 형성을 증가시킵니다.
- 일정한 부피에서 불활성 가스 주입은 압력을 높이고 제품 생산을 줄입니다.
- 평형의 화학적 과정에서, 평형은 반응물 (들) 또는 생성물이 추가되거나 제거 될 때 제품으로 오른쪽으로 이동한다. 반응물을 제거하거나 제품을 추가하면 평형이 왼쪽으로 반응물로 이동합니다.
PCL5 cl PCL3 + CL2
- 인 펜타 클로라이드 인의 파괴에서
- n =+1.
- PCL5의 분해는 압력의 증가 또는 부피 감소로 인해 느려집니다.
- 불활성 가스의 삽입은 표준 조건에서 PCL5의 생산을 촉진합니다.
- 불활성 가스의 주입은 특정 부피에서 PCL5의 생산을 감소시킵니다.
n이 음수와 같을 때 :
Le Chatelier의 원칙에 따르면 압력 구배 또는 부피 감소로 인해 제품 생성이 더 많아 질 것입니다.
- 표준 조건에서 불활성 가스를 추가하면 부피가 증가하고 제품 생산이 줄어 듭니다.
- 특정 부피에서 불활성 가스 주입은 압력을 높이고 제품 형성을 높입니다.
N2 + 3H2 3 2NH3
- n =-2 암모니아 생산에서 암모니아의 생성은 적용된 압력 또는 부피 감소에 의해 가속화됩니다.
- 불활성 가스의 사용은 끊임없는 압력으로 암모니아 생산을 줄입니다.
- 일정한 부피에 불활성 가스를 첨가하면 암모니아 생산이 향상됩니다.
평형 및 공정 조건에 대한 chatelier의 원칙 온도 변화
평형의 개별 반응은 흡열 또는 발열 일 수 있습니다. 마찬가지로, Le Chatelier의 원칙 온도는 가역적 공정이 평형에서 열역학적으로 유리할 수 있습니다.
열분해 평형에서 온도의 상승은 LE Chatelier의 원칙에 따라 제품 생산을 낮추고 온도 감소가 제품 생성을 향상시킵니다.
빈도의 증가는 흡열 과정에서 제품 생산을 촉진하는 반면 온도 감소는 제품 생성을 억제합니다.
ΔH는 발열 평형에서 음성 일 것이다. Le Chatelier의 원칙 온도 상승은 K2가 감소하거나 온도 감소가 K2를 증가시켜야합니다. 흡열 반응은 발열 과정의 역수입니다.
예 :
다음 반응을 고려하십시오.
N2 (g)+ 3H2 (g) ⇋ 2NH3 (g) ΔH =-92KJ
온도 증가
- 이것은 에너지를 받기 때문에 흡열 반응을 선호합니다.
- 화학적 변화는 바람직한 역 반응입니다.
- 제품 (NH3) 수율이 떨어집니다.
온도 감소
에너지를 생산하기 때문에 온도가 선호됩니다.
- 발열 반응은 선호되는 전방 반응입니다.
- 제품 (NH3) 수율 상승.
결론
평형 시스템의 작은 변화에 적용될 때 Le Chatelier의 원칙에는 예외가없는 것으로 나타났습니다. 촉매는 공정에 정량적으로 참여하지 않고 반응 속도 (증가 또는 감소)를 수정하는 물질이다. 가역적 반응에서 발달 속도는 전달 및 후진 상호 작용에 동일합니다.
반응 동역학의 평형은 평형 상수와 마찬가지로 정적으로 유지됩니다. 따라서 Le Chatelier의 원칙에 따르면, 촉매의 가용성은 평형 접근을 속도가 높거나 지연시킬 것이지만 용액 농도에는 영향을 미치지 않습니다.
