Слайд 2Кто такой
Ле Шателье ?
Анри-Луи Ле- Шателье родился
8 октября 1850 года в Париже. Будущий открыватель знаменитого принципа
был широко образованным и эрудированным человеком. Ле-Шателье стал уже профессором Высшей горной школы, а тридцать лет спустя - Парижского университета. Тогда же он был избран в действительные члены Парижской Академии наук.
Наиболее важный вклад французского ученого в науку был связан с изучением химического равновесия, исследованием смещения равновесия под действием температуры и давления
Слайд 3Принцип
Ле-Шателье
Изменение любого фактора, могущего влиять на состояние химического равновесия
системы веществ, вызывает в ней реакцию, стремящуюся противодействовать производимому изменению.
Повышение температуры вызывает реакцию, стремящуюся понизить температуру, то есть идущую с поглощением тепла. Увеличение давления вызывает реакцию, стремящуюся вызвать уменьшение давления, то есть сопровождающуюся уменьшением объема...".
Слайд 4Влияние температуры
В каждой обратимой реакции одно из направлений отвечает экзотермическому
процессу, а другое - эндотермическому.
N2 + 3H2s 2NH3 + Q
Прямая
реакция - экзотермическая, а обратная реакция – эндотермическая.
При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры - в направлении экзотермической реакции.
Слайд 5Влияние давления
Во всех реакциях с участием газообразных веществ, сопровождающихся
изменением объема за счет изменения количества вещества при переоходе 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 схема реакции
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 0С:
давление, МПа 0,1 10 20 30 60 100
объемная доля NH3, % 0,4 26 36 46 66 80
Слайд 6Влияние 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.
Слайд 7Рассмотрим теперь, как применил принцип Ле Шателье, принцип противодействия, для
смещения равновесия реакции синтеза аммиака.
1. Изменение равновесных концентраций, то есть
концентрация веществ после установления равновесия. Чтобы сместить равновесие в сторону обраловакия аммиака, необходимо увеличить концентрацию исходных веществ, то есть концентрацию азота и водорода, и уменьшить концентрацию продукта, то есть аммиака. Равновесные концентрации принято обозначать квадратными скобками, в отличие от неравновесных, которые обозначают буквой с. Следовательно, чтобы сместить равновесие нашей реакции вправо, нужно увеличить концентрацию азота и водорода и уменьшить концентрацию аммиака то есть вывести его из сферы реакция. Понятно, что для смещения равновесия влево нужно поступить наоборот.
Слайд 82. Изменение давления. Сиител аммиака из водорода и азота сопровождается
уменьшением объема: на четырех молей исходных веществ образуется только два
моля аммиака. Очевидно, что в закрытом сосуде или аппарате (он называется колонной синтеза) продукты этой реакции создают меньшее давление, чем создавали исходные вещества. Значит, прямая реакция — синтез аммиака — сопровождается понижением давления.
Наоборот, разложение аммиака на водород и азот ведет к увеличению числа газообразных молекул, а потому и к увеличению давления. При сжатии реакционной смеси равновесие смещается вправо, в сторону опряноипинн аммиака, так как этот процесс приводит к уменьшению давления, то есть противодействует внешнему воздействию. Наоборот, уменьшение давления смещает равновесие влево, в направлении разложения аммиака.
Необходимо отметить, что изменение давления смещает равновесие лишь в том случае, если в реакции принимают участие газообразные вещества и она сопровождается изменением их количества. Если же количество газообразных веществ в процессе реакции не изменяется, то увеличение или уменьшение давления не влияет на равновесие такой обратимой реакции. Например, в реакции синтеза оксида азота (II) общее количество исходных газов N2 и 02 равно количеству продукта N0 (по два моля).
Поэтому изменение давления не нарушает равновесие этой реакции.
Слайд 9Литература :
↑ Строгий (не формульный) вывод сокращённого 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
↑ И. П. Базаров. Термодинамика. — М.: Высшая школа, 1991. — С. 133.