Le Chatelier Prensibi: Konsantrasyon Değiştirme

Dengedeki bir sistem, ileri ve geri reaksiyonların eşit oranlarda gerçekleştiği dinamik bir denge halindedir. Bir denge sistemi, bu reaksiyon hızlarını farklı şekilde etkileyen koşullarda bir değişikliğe maruz kalırsa (bir stres), oranlar artık eşit değildir ve sistem dengede değildir. Sistem daha sonra dengeyi yeniden kuracak daha büyük bir hız (bir kayması) yönünde net bir reaksiyon yaşayacaktır. Bu fenomen Le Châteliers prensibi ile özetlenmiştir:bir denge sistemi strese maruz bırakılırsa, sistem dengeyi yeniden kuran strese yanıt olarak bir kayma yaşayacaktır.

Reaksiyon hızları birincil olarak reaksiyonun hız yasasında açıklandığı gibi konsantrasyonlardan ve Arrhenius denkleminde açıklandığı gibi sıcaklıktan etkilenir. Sonuç olarak, konsantrasyon ve sıcaklıktaki değişiklikler, bir dengeyi değiştirebilen iki strestir.

Konsantrasyon Değişikliğinin Etkisi

Bir denge sistemi, bir reaktan veya ürün türünün konsantrasyonunda bir değişikliğe maruz kalırsa, ileri veya ters reaksiyonun hızı değişecektir. Örnek olarak, denge reaksiyonunu düşünün:

Bu sistem dengede olduğunda, ileri ve geri reaksiyon oranları eşittir.

Sistem, N₂ veya O₂ reaktan eklenerek strese maruz bırakılırsa, konsantrasyondaki ortaya çıkan artış, ters reaksiyonun hızını aşarak ileri reaksiyon oranının artmasına neden olur:

Sistem dengeyi yeniden kurmak için ileri yönde geçici bir net reaksiyon yaşayacaktır (denge sağa kayacaktır ). Bu aynı kayma, sistemden bir miktar NO ürününün çıkarılması durumunda ortaya çıkacaktır, bu da ters reaksiyonun oranını düşürür ve yine oranlarda aynı dengesizliğe neden olur.

Aynı mantık, reaktanın çıkarılmasından veya bir denge sistemine ürün eklenmesinden kaynaklanan sola kaymayı açıklamak için kullanılabilir. Bu streslerin her ikisi de ters reaksiyon için artan bir oranla

ve dengeyi yeniden kurmak için ters yönde geçici bir net reaksiyonla sonuçlanır.

Bu kinetik yoruma bir alternatif olarak, konsantrasyondaki değişikliklerin denge üzerindeki etkisi, reaksiyon katsayısı açısından rasyonelleştirilebilir. Sistem dengede olduğunda,

Bir reaktan eklenirse (reaksiyon bölümünün paydasını arttırırsa) veya ürün çıkarılırsa (payın azaltılması), o zaman Q_c < K_c ve denge sağa kayacaktır. Bu stresi indüklemenin üç farklı yolunun, denge karışımının bileşiminde üç farklı değişikliğe neden olduğunu unutmayın. N₂ eklenirse, sağ kayma O₂ tüketecek ve denge yeniden kuruldukça NO üretecek ve daha önce mevcut olandan daha yüksek N₂ ve NO konsantrasyonuna ve daha az O₂ konsantrasyonuna sahip bir karışım verecek. O₂ eklenirse, yeni denge karışımı daha yüksek O₂ ve NO konsantrasyonlarına ve daha az N₂ konsantrasyonuna sahip olacaktır. Son olarak, NO çıkarılırsa, yeni denge karışımı daha yüksek N₂ ve O₂ konsantrasyonlarına ve daha az NO konsantrasyonuna sahip olacaktır. Bileşimdeki bu farklılıklara rağmen, denge sabitinin değeri, stresten sonra eskisi ile aynı olacaktır (kütle eylem yasasına göre). Aynı mantık, reaktanların çıkarılmasını veya ürün eklenmesini içeren stresler için de uygulanabilir; bu durumda Q_c> K_c ve denge sola kayacaktır.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 13.3 Shifting Equilibria: LeChatelier’s Principle.