Принцип Ле-Шателье описывает, как изменяется положение химического равновесия в ответ на изменения условий, таких как концентрация реагентов или продуктов, температура и давление. Рассмотрим влияние изменения концентрации реагентов на равновесие с конкретными примерами.

Пример 1: Реакция синтеза аммиака

Рассмотрим реакцию синтеза аммиака:
[ N_2(g) + 3H_2(g) ⇌ 2NH_3(g) ]

Увеличение концентрации реагента

Если мы увеличим концентрацию одного из реагентов, например, ( N_2 ), то система будет стремиться снизить его концентрацию, сместив равновесие вправо (в сторону продуктов). В результате произойдет увеличение производства аммиака.

Уменьшение концентрации реагента

Если мы уменьшить концентрацию ( H_2 ), то равновесие сместится влево (в сторону реагентов), чтобы компенсировать это изменение, что приведет к уменьшению образования аммиака.

Пример 2: Реакция диссоциации уксусной кислоты

Рассмотрим реакцию диссоциации уксусной кислоты:
[ CH_3COOH(aq) ⇌ CH_3COO^-(aq) + H^+(aq) ]

Увеличение концентрации продукта

Если мы увеличим концентрацию ( CH_3COO^- ) или ( H^+ ), равновесие сместится влево (в сторону уксусной кислоты), чтобы уменьшить концентрацию продуктов.

Уменьшение концентрации продукта

Если мы удалим некоторое количество ( H^+ ) (например, добавив основание), равновесие сместится вправо, чтобы восполнить потерянный ион, что приведет к увеличению концентрации уксусной кислоты и уксусного аниона.

Пример 3: Реакция карбоната кальция

Рассмотрим реакцию разложения карбоната кальция:
[ CaCO_3(s) ⇌ CaO(s) + CO_2(g) ]

Увеличение давления (при увеличении концентрации газа)

Если мы увеличим давление, это может повлиять на равновесие. Поскольку на правой стороне реакции находится газ ( CO_2 ), увеличение давления приведет к смещению равновесия влево (в сторону твердых веществ), чтобы уменьшить количество газа.

Заключение

Принцип Ле-Шателье помогает предсказать, как система будет реагировать на изменения концентрации реагентов и продуктов. Это позволяет не только понять механизмы реакций, но и управлять ими в лабораторных и промышленных условиях.