Reguła przekory Le Chateliera‑Brauna
Reguła przekory
W francuski chemik i inżynier Henry‑Louis Le Chatelier (czyt. le szatolier) zaproponował koncepcję, która opisuje, co dzieje się z układem, gdy „coś” na krótko wyprowadza go ze stanu równowagi. Naukowiec zauważył, że:
„Jeżeli układ znajdujący się w stanie równowagi chemicznej zostanie poddany działaniu nowego czynnika zewnętrznego, to układ będzie dążył do zmniejszenia wpływu czynnika zewnętrznego i osiągnięcia nowego stanu równowagi, zbliżonego do stanu równowagi wyjściowej.” (autor: Henry Louis Le Chatelier)
Powyższe rozważania były punktem wyjścia do sformułowania reguły przekory. Opracowana przez Le Chateliera koncepcja przyniosła mu sławę i rozgłos w świecie naukowym. Trzy lata po jej ogłoszeniu, niemiecki fizyk Karl Ferdinand Braun teoretycznie uzasadnił jego teorię. Ostatecznie sformułowana przez naukowców reguła przyjęła nazwę reguły przekory Le Chateliera-Brauna. Słownik języka polskiego podaje, że przekora to „skłonność do umyślnego sprzeciwiania się komuś lub czemuś”. Zatem w przypadku zadziałania czynnika zewnętrznego na układ (np. zmiana stężenia, ciśnienia lub temperatury) układ działa na przekór.
Reakcje odwracalne i nieodwracalne
Dla zrozumienia istoty reguły przekory Le Chateliera–Brauna warto zastanowić się, czym są reakcje odwracalne i nieodwracalne. Podczas przebiegu reakcji chemicznych, jedynie dla części z nich obserwuje się całkowitą przemianę cząsteczek substratów w produkty, z jednoczesnym brakiem możliwości ponownego przekształcenia produktów w substraty. Takie reakcje określane są mianem reakcji nieodwracalnychreakcji nieodwracalnych i w zapisie stosuje się pojedynczą strzałkę.
Reakcje praktycznie nieodwracalne to np.:
Gdy cząsteczki produktów powstają z jednoczesnym odtwarzaniem cząsteczek substratów, biegnąca reakcja jest odwracalnaodwracalna, a w zapisie stosowana jest podwójna strzałka.
Reakcje odwracalne to np.:
Podczas produkcji wody gazowanej, woda źródlana jest sztucznie nasycana tlenkiem węgla(). Proces zachodzący podczas otwierania butelki z wodą gazowaną, można zapisać w postaci równania:
Zastanów się, co się dzieje w butelce wody gazowanej podczas zmiany parametrów, takich jak ciśnienie oraz temperatura.
W praktyce laboratoryjnej dąży się do uzyskania wysokiej wydajności produktu, czyli dużego stopnia przereagowania substratów. Duża wydajność może zostać osiągnięta w wyniku:
ochłodzenia układu (w przypadku reakcji egzotermicznej);
ogrzania układu (w przypadku reakcji endotermicznej);
zwiększenia ciśnienia reakcji, dla której objętość gazowych substratów jest większa od objętości gazowych produktów;
zmniejszenia ciśnienia reakcji, dla której objętość gazowych substratów jest mniejsza od objętości gazowych produktów;
użycia w nadmiarze jednego z substratów;
usunięcia części produktu z mieszaniny reakcyjnej.
Czy znasz czynniki, które mają wpływ na stan równowagi reakcji chemicznej? Zapoznaj się z filmem samouczkiem i zastanów się, czy i w jaki sposób wpłynie na układ zmiana temperatury, ciśnienia, objętości, dodanie reagentów oraz katalizatora.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/Rp4lBXM8COkSF
Film nawiązujący do treści materiału dotyczącej reguły przekory Le Chateliera—Brauna.