Factorii care influenţează echilibrele chimice

Factorii care influenţează echilibrul chimic

Prin modificarea condiţiilor de reacţie, se poate favoriza fie obţinerea produşilor de reacţie, fie descompunerea produşilor în reactanţi.

Factorii care influenţează starea de echilibru chimic sunt concentraţia, temperatura şi presiunea. Aşadar, echilibrul chimic poate fi perturbat prin modificarea concentraţiei substanţelor care iau parte la reacţie, şi prin modificarea temperaturii sau presiunii sistemului chimic.

Dacă variaţia unui anume parametru   tinde să ducă la formarea unei concentraţii mai mari de produşi, spunem că echilibrul este deplasat spre dreapta.

Dacă variaţia unui anume parametru tinde să ducă la formarea unei concentraţii mai mari de reactanţi, spunem că echilibrul este deplasat spre stânga.

Principiul lui Le Chatelier sau principiul constrângerii minime este enunţat în felul următor: dacă un sistem aflat la echilibru este perturbat prin modificarea temperaturii, presiunii sau a concentraţiei unuia dintre componenţi, echilibrul se deplasează în direcţia în care se minimizează constrângerea produsă.

Influenţa concentraţiei asupra echilibrelor chimice: dacă se modifică concentraţia unei substanţe sau a mai multor substanţe care iau parte la reacţie, rezultatul va fi deplasarea echilibrului în direcţia în care echilibrul se poate atinge din nou. Creşterea concentraţiei uneia dintre substanţele din amestecul aflat la echilibru va determina deplasarea echilibrului în sensul în care se consumă mai mult din această substanţă.

Sistemul de reacţie se deplasează spre dreapta, în direcţia formării produşilor de reacţie, fie când se măresc concentraţiile reactanţilor, fie când se micşorează concentraţiile produşilor de reacţie.

Influenţa presiunii asupra echilibrelor chimice în fază gazoasă: conform principiului lui Le Chatelier, un echilibru în fază gazoasă va reacţiona la creşterea presiunii prin deplasarea lui în sensul micşorării presiunii. Acest lucru se poate realiza prin micşorarea numărului de molecule aflate în volumul fix al vasului de reacţie, adică prin scăderea concentraţiei molare sau prin scăderea presiunii parţiale. Când creşte presiunea unui sistem, consecinţa este micşorarea numărului de molecule pentru restabilirea echilibrului.

În majoritatea cazurilor, sistemele de reacţie în fază solidă şi lichidă nu sunt afectate de schimbările de presiune. Însă, cu cât e mai mare conţinutul de gaz într-o soluţie, cu atât orice schimbare a presiunii va modifica echilibrul soluţiei.

Starea de echilibru a reacţiilor care au loc fără modificarea numărului de moli nu este influenţată de creşterea presiunii. De exemplu, o reacţie în care 2 moli de reactanţi produc 2 moli de produs, modificarea presiunii nu ar putea perturba echilibrul.

Reacţiile endoterme sunt reacţiile care consumă energie sub formă de căldură.

Reacţiile exoterme sunt reacţiile care degajă energie sub formă de căldură.

Influenţa temperaturii asupra echilibrelor chimice: conform principiului lui Le Chatelier, într-un sistem chimic aflat la echilibru creşterea temperaturii favorizează reacţia endotermă (deplasarea echilibrului în sensul în care se consumă căldură), iar scăderea temperaturii favorizează reacţia exotermă (deplasarea echilibrului în sensul în care se degajă căldură).

În general, creşterea temperaturii favorizează stabilirea echilibrelor chimice, deoarece prin creşterea agitaţiei termice se măreşte probabilitatea ca moleculele să se ciocnească şi reacţia să aibă loc.

Reacţiile reversibile sunt reacţiile care, în anumite condiţii de lucru, pot decurge în ambele direcţii.

În cazul reacţiilor reversibile în vasul de reacţie sunt prezente toate speciile chimice participante. Reacţia reversibilă se desfăşoară în cele două sensuri opuse, până când concentraţiile substanţelor ajung la anumite valori bine determinate, impuse de constanta de echilibru K, ce caracterizează starea de echilibru.

Reacţiile ireversibile sunt reacţiile chimice care, în anumite condiţii de lucru, se desfăşoară într-o singură direcţie. Dacă se schimbă condiţiile de lucru, reacţia redevine reversibilă.

În cazul reacţiilor ireversibile cel puţin unul dintre produşii de reacţie părăseşte vasul de reacţie sau nu mai poate participa la reacţie în anumite condiţii de lucru, iar astfel, reacţia se va deplasa complet în direcţia formării acelui produs, până când se consumă total unul dintre reactivi. În astfel de cazuri starea de echilibru nu se mai atinge, iar reacţia se poate considera ireversibilă. În mediul de reacţie se vor găsi numai produşi de reacţie (şi reactivul luat în exces).