اصل لوشاتلیه و اثر غلظت بر تعادل
در ادامه مبحث تعادل شیمیایی، عوامل موثر بر تعادل را برخواهیم شمرد و به اصول و قوانین موجود در این زمینه در سطح کتاب درسی خواهیم پرداخت. اصل مهم لوشاتلیه و اثر تغییرات غلظت بر تعادل موضوعاتی است که در این مطلب بررسی خواهیم کرد.
عوامل موثر بر تعادل:
همانطور که در درس های قبل گفته شد زمانی که در یک سامانه تعادل برقرار می شود سرعت واکنش های رفت و برگشت یکسان شده و غلظت واکنش دهنده ها و فراورده ها ثابت باقی می ماند. این تعادل تا زمانی برقرار می ماند که عواملی چون تغییر غلظت، تغییر فشار و تغییر دما باعث بر هم زدن آن نشوند.
در نتیجه تعادل تحت تاثیر تغییرات غلظت، فشار و دما قرار دارد.
این موضوع را نخستین بار دانشمند فرانسوی به نام هنری لوشاتلیه مطرح کرد. بیانی که امروزه از آن با عنوان اصل لوشاتلیه نام برده می شود.
اصل لوشاتلیه:
چنان چه عاملی موجب بر هم زدن حالت تعادلی یک سامانه شود، سامانه در جهتی جا به جا می شود که با عامل مزاحم مقابله کرده، تا آن جا که امکان دارد اثر آن را برطرف کند. بدین ترتیب در سامانه یاد شده یک تعادل جدید برقرار می شود.
اثر تغییر غلظت روی جا به جایی تعادل:
طبق اصل لوشاتلیه، با زیاد کردن غلظت هر ماده تعادل در جهت مصرف آن ماده جا به جا می شود و با کم کردن غلظت هر ماده تعادل در جهت تولید آن ماده پیش می رود.
نکته: تغییر مقدار ماده جامد یا مایع خالص تاثیری روی جا به جایی تعادل ندارد زیرا با تغییر مقدار ماده جامد یا مایع خالص، غلظت آنها همچنان ثابت باقی می ماند و با ثابت ماندن غلظت نیز تغییری در تعادل ایجاد نمی شود.
تعادل زیر را در نظر بگیرید:
با خارج کردن مقداری SO3(g) ، سامانه در جهت رفت جا به جا می شود و سرعت واکنش رفت از سرعت واکنش برگشت بیشتر می گردد؛ در تعادل جدید غلظت SO3(g) نسبت به تعادل اولیه کم می شود و غلظت O2(g) و SO2(g) نیز نسبت به تعادل اولیه کاهش می یابد اما مقدار عددی K در تعادل جدید نسبت به تعادل اولیه تغییر نمی کند. تنها عاملی که می تواند مقدار ثابت تعادل (K) را تغییر دهد دما است.
می توان جا به جایی تعادل را با استفاده از Q نیز تفسیر کرد. در تعادلی که در بالا ذکر شد با وارد کردن مقدار O2(g) ، مقدار Q در نخستین لحظه کاهش می یابد، تعادل به سمت راست جا به جا می شود و مقدار Q به مرور بزرگتر می شود و بدین ترتیب مقدار Q در تعادل جدید نسبت به مقدار Q در تعادل اولیه تغییر نمی کند.
مثال: افزایش غلظت HI(g) در تعادل زیر چه اثری بر جا به جایی تعادل و نیز بر غلظت هر یک از گونه های شرکت کننده دارد؟
جواب: با افزایش غلظت HI(g) تعادل در جهت برگشت جا به جا می شود، مقدار S(s) کم، مقدار I2(s) زیاد و غلظت H2S(g) زیاد می شود اما غلظت S(s) و I2(s) ثابت باقی می ماند.
