Le Šateljeov princip
 |
Le Šateljeov princip je hemijski princip koji govori o tome kako promene uslova pod kojima se odvija povratna hemijska reakcija utiču na hemijsku ravnotežu. Uopšteno, on bi mogao glasiti ovako: ako se na neki sistem u ravnoteži deluje silom (promena koncentracije, temperature ili pritiska), ravnoteža sistema će se pomeriti u smeru odupiranja ovim promenama. Zato što svaki povećan uticaj reakcije teži da smanji, a smanjeni da poveća, kako bi se ponovo uspostavila ravnoteža. Dao ga je Anri Luj Le Šatelje.
Primeri[uredi | uredi izvor]
Uticaj koncentracije[uredi | uredi izvor]
Razmatranjem reakcije razlaganja azot-dioksida kao primera, može se uočiti uticaj koncentracija učesnika reakcije na hemijsku ravnotežu:
2NO2 ⇌ 2NO + O2
Na povećanje koncentracije npr. NO2 sistem će odreagovati pomeranjem ravnoteže u smeru direktne reakcije, tako težeći da delimično smanji nametnuto povećanje koncentracije. Po istom principu, ravnoteža će se pomeriti udesno i smanjenjem koncentracija NO i O2, dok će njihovo povećanje, kao i smanjenje koncentracije NO2, ravnotežu pomeriti ulevo, odnosno u smeru povratne reakcije.
Uticaj temperature[uredi | uredi izvor]
U sledećoj reakciji direktna reakcija je egzotermna.
N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 ΔH = -92 kJ/mol
Budući da se sistem odupire promenama, smanjenjem temperature ravnoteža će se pomeriti udesno (jer se u direktnoj reakciji oslobađa temperatura nadoknađujući smanjenje) i obratno, povećanjem temperature reakcionog sistema, ravnoteža će se pomeriti ulevo, favorizujući tako endotermnu reakciju razlaganja amonijaka.
Uticaj pritiska[uredi | uredi izvor]
Prethodna reakcija je pogodna i za ilustraciju dejstva ovog faktora:
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
Prvo je potrebno uočiti broj molova sa jedne i druge strane reakcije. Kako po Avogadrovom zakonu jedan mol svakog gasa zauzima istu zapreminu, povećanje pritiska reakcione smeše ovih gasova će ravnotežu pomeriti udesno, budući da četiri mola zauzimaju veću zapreminu od dva mola pod istim uslovima. Naime, samo povećanje pritiska, ukoliko nije izazvano promenom zapremine reakcionog suda neće uzrokovati promene u ravnoteži sistema, jer parcijalni pritisci svih gasova ostaju u istom odnosu. Tako, na primer, dodavanje inertnog gasa u smešu neće uticati na ravnotežu reakcije (ukoliko se zapremina suda odražava konstantnom) iako će svakako povećati ukupni pritisak. Međutim, promenom zapremine zatvorenog reakcionog suda dolazi do promene parcijalnih pritisaka gasova u smeši, i to pomera ravnotežu u stranu sa manje molova. Ovo je posebno očigledno ukoliko se konstanta ravnoteže izrazi preko parcijalnih pritisaka reaktanata i proizvoda reakcije. Ukoliko je broj molova sa obe strane ravnoteže isti, promena zapremine neće uticati na ravnotežu.
Jedan od najboljih primera primene Le Šateljeovog principa je u Haber-Bošovom procesu. Evidentno je da se manipulasanjem reakcionim uslovima može uticati na odvijanje povratnih reakcija i tako pomeranjem ravnoteže dobijati bolji prinos željenog
