Wissenschaft

Le Chateliers Prinzip in der Chemie

Das Prinzip von Le Chatelier ist das Prinzip, wenn eine Spannung im Gleichgewicht auf ein chemisches System ausgeübt wird. Das Gleichgewicht verschiebt sich, um die Spannung abzubauen. Mit anderen Worten kann es verwendet werden, um die Richtung einer chemischen Reaktion als Reaktion auf eine Änderung der Bedingungen von Temperatur. Konzentration. Volumen oder Druck vorherzusagen . Während das Prinzip von Le Chatelier verwendet werden kann, um die Reaktion auf eine Änderung des Gleichgewichts vorherzusagen, erklärt es nicht (auf molekularer Ebene), warum das System so reagiert, wie es reagiert.

Wichtige Erkenntnisse: Das Prinzip von Le Chatelier

  • Das Prinzip von Le Chatelier ist auch als Prinzip von Chatelier oder als Gleichgewichtsgesetz bekannt.
  • Das Prinzip sagt die Auswirkung von Änderungen auf ein System voraus. Es ist am häufigsten in der Chemie anzutreffen, gilt aber auch für Wirtschaft und Biologie (Homöostase).
  • Im Wesentlichen besagt das Prinzip, dass ein System im Gleichgewicht, das einer Änderung unterworfen ist, auf die Änderung reagiert, um der Änderung teilweise entgegenzuwirken und ein neues Gleichgewicht herzustellen.

 

Chatelier-Prinzip oder das Gleichgewichtsgesetz

Das Prinzip ist nach Henry Louis Le Chatelier benannt. Le Chatelier und Karl Ferdinand Braun schlugen unabhängig voneinander das Prinzip vor, das auch als Chatelier-Prinzip oder Gleichgewichtsgesetz bekannt ist. Das Gesetz kann angegeben werden:

Wenn ein System im Gleichgewicht einer Änderung von Temperatur, Volumen, Konzentration oder Druck ausgesetzt wird, stellt sich das System neu ein, um dem Effekt der Änderung teilweise entgegenzuwirken, was zu einem neuen Gleichgewicht führt.

Während chemische Gleichungen normalerweise mit Reaktanten links, einem Pfeil von links nach rechts und Produkten rechts geschrieben werden, ist die Realität, dass sich eine chemische Reaktion im Gleichgewicht befindet. Mit anderen Worten kann eine Reaktion sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung ablaufen oder reversibel sein. Im Gleichgewicht treten sowohl die Vorwärts- als auch die Rückwärtsreaktion auf. Einer kann viel schneller vorgehen als der andere.

Neben der Chemie gilt das Prinzip in leicht unterschiedlichen Formen auch für die Bereiche Pharmakologie und Ökonomie.

 

Wie man das Prinzip von Le Chatelier in der Chemie anwendet

Konzentration : Eine Erhöhung der Menge der Reaktanten (ihrer Konzentration) verschiebt das Gleichgewicht, um mehr Produkte zu produzieren (Produkt bevorzugt). Durch Erhöhen der Anzahl der Produkte wird die Reaktion verschoben, um mehr Reaktanten zu erhalten (von den Reaktanten bevorzugt). Abnehmende Reaktanten begünstigen Reaktanten. Abnehmendes Produkt begünstigt Produkte.

Temperatur: Die Temperatur kann einem System entweder extern oder infolge der chemischen Reaktion hinzugefügt werden. Wenn eine chemische Reaktion exotherm ist (Δ H  negativ oder Wärme freigesetzt wird), wird die Wärme ein Produkt der Reaktion betrachtet. Wenn die Reaktion endotherm ist (Δ H  positiv oder Wärme absorbiert wird), in Betracht gezogen wird , um Wärme eines Reaktant. Eine Erhöhung oder Verringerung der Temperatur kann daher als gleichbedeutend mit einer Erhöhung oder Verringerung der Konzentration von Reaktanten oder Produkten angesehen werden. Wenn die Temperatur erhöht wird, steigt die Wärme des Systems an, wodurch sich das Gleichgewicht nach links verschiebt (Reaktanten). Wenn die Temperatur gesenkt wird, verschiebt sich das Gleichgewicht nach rechts (Produkte). Mit anderen Worten, das System kompensiert die Temperatursenkung, indem es die Reaktion begünstigt, die Wärme erzeugt.

Druck / Volumen : Druck und Volumen können sich ändern, wenn einer oder mehrere Teilnehmer einer chemischen Reaktion ein Gas sind. Das Ändern des Partialdrucks oder -volumens eines Gases entspricht dem Ändern seiner Konzentration. Wenn das Gasvolumen zunimmt, nimmt der Druck ab (und umgekehrt). Wenn der Druck oder das Volumen zunimmt, verschiebt sich die Reaktion mit niedrigerem Druck zur Seite. Wenn der Druck erhöht wird oder das Volumen abnimmt, verschiebt sich das Gleichgewicht in Richtung der Seite mit dem höheren Druck der Gleichung. Es ist jedoch zu beachten, dass die Zugabe eines Inertgases (z. B. Argon oder Neon) den Gesamtdruck des Systems erhöht, den Partialdruck der Reaktanten oder Produkte jedoch nicht ändert, so dass keine Gleichgewichtsverschiebung auftritt.

 

Quellen

  • Atkins, PW (1993). Die Elemente der Physikalischen Chemie (3. Aufl.). Oxford University Press.
  • Evans, DJ; Searles, DJ; Mittag, E. (2001), „Fluktuationssatz für Hamiltonsche Systeme – Le Chateliers Prinzip.“ Physical Review E , 63, 051105 (4).
  • Le Chatelier, H.; Boudouard O. (1898), „Grenzen der Entflammbarkeit gasförmiger Gemische“. Bulletin de la Société Chimique de France (Paris), Vers 19, S. 483–488.
  • Münster, A. (1970). Klassische Thermodynamik (übersetzt von ES Halberstadt). Wiley-Interscience. London. ISBN 0-471-62430-6.
  • Samuelson, Paul A. (1947, erweiterte Ausgabe 1983). Grundlagen der Wirtschaftsanalyse . Harvard University Press. ISBN 0-674-31301-1.

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