Химиялық тепе-теңдік және оның ығысу жағдайы. Ле-Шателье-Браун принципі. Көрсетілім №6 «Жүйедегі химиялық тепе-теңдіктің ығысуы. Химия, 10 сынып, қосымша материал 2.

 ХИМИЯЛЫҚ ТЕПЕ-ТЕҢДІК

 Химиялық тепе-теңдік - тура және кері реакцияның жылдамдықтары өзара тең болғандағы жүйенің күйі.

 Тепе-теңдік кезінде тура және кері реакция тоқталмайды. Сондықтан мұндай тепе-теңдікті жылжымалы немесе динамикалық тепе-теңдік деп атайды. Екі реакцияның әсері бірін-бірі жоятындықтан әрекеттесуші қоспадан айтарлықтай өзгеріс болмайды: барлық әрекеттесетін яғни бастапқы және түзілген заттардың концентрациясы - тұрақты еш өзгеріссіз болады. Химиялық тепе-теңдік кезіндегі қалыптасатын әрекеттесуші заттардың концентрациясын тепе – теңдік концентрациясы деп атайды.

 Химиялық тепе-теңдік күйге әрекеттесетін заттардың концентрациясы температура, ал газ күйіндегі заттарға - қысым әсер етеді. Бұл параметрлердің біреуі өзгерсе тепе-теңдік бұзылып, басқа тепе-теңдік концентрациясына сай жаңа теп-теңдік пайда болғанға дейін әрекеттесуші заттардың концентрациясы өзгеріп отырады. Реакцияласушы жүйенің бір тепе-теңдік күйден басқа тепе-теңдік күйге ауысуын химиялық тепе-теңдіктің ығысуы деп атайды.

 Ле Шателье принципі тепе-теңдік күйіндегі жүйеге сырттан әсер етсе (концентрация, температура, қысым өзгерсе), онда қарама-қарсы екі реакцияның ішінен сол әсерді азайтатынының жүруіне көмектеседі.

 Химиялық тепе-теңдіктің  бұзылуын сипаттайтын заңдылықтар,  тепе-теңдіктегі жүйелерге әр түрлі факторлардың әсерін анықтайтын жалпы принциптің дербес жағдайы болып табылады. Бұл принцип Ле Шателье принципі деген атаумен белгілі. Оның химиялық тепе-теңдікке қолданылуын былай тұжырымдауға болады: егер тепе-теңдіктегі жүйеге қандай да бір әсер етсек, онда өтетін процестердің нәтижесінде тепе-теңдік сол әсердің кемитін бағытына қарай ығысады.

 Шындығында, жүйеге реакцияға қатысатын заттардың біреуін енгізгенде тепе-теңдік сол заттың жұмсалуы жағына ығысады. Қысымды көтергенде ол жүйеде қысым төмендейтін жаққа ығысады. Температураны көтергенде  тепе-теңдік эндотермиялық реакция жағына ығысады – жүйедегі температура төмендейді.

 Ле Шателье  принципі тек химиялық тепе-теңдікке  емес, әр түрлі физика-химиялық  тепе-теңдіктерге де қолданылады.  Тепе-теңдіктің ығысуы қайнау, кристалдану, еру сияқты процестер өзгергенде Ле Шателье принципіне сәйкес жүреді.

 ХИМИЯЛЫҚ ТЕПЕ-ТЕҢДІК

 Химиялық тепе-теңдік - тура және кері реакцияның жылдамдықтары өзара тең болғандағы жүйенің күйі.

 Тепе-теңдік кезінде тура және кері реакция тоқталмайды. Сондықтан мұндай тепе-теңдікті жылжымалы немесе динамикалық тепе-теңдік деп атайды. Екі реакцияның әсері бірін-бірі жоятындықтан әрекеттесуші қоспадан айтарлықтай өзгеріс болмайды: барлық әрекеттесетін яғни бастапқы және түзілген заттардың концентрациясы - тұрақты еш өзгеріссіз болады. Химиялық тепе-теңдік кезіндегі қалыптасатын әрекеттесуші заттардың концентрациясын тепе – теңдік концентрациясы деп атайды.

 Химиялық тепе-теңдік күйге әрекеттесетін заттардың концентрациясы температура, ал газ күйіндегі заттарға - қысым әсер етеді. Бұл параметрлердің біреуі өзгерсе тепе-теңдік бұзылып, басқа тепе-теңдік концентрациясына сай жаңа теп-теңдік пайда болғанға дейін әрекеттесуші заттардың концентрациясы өзгеріп отырады. Реакцияласушы жүйенің бір тепе-теңдік күйден басқа тепе-теңдік күйге ауысуын химиялық тепе-теңдіктің ығысуы деп атайды.

 Ле Шателье принципі тепе-теңдік күйіндегі жүйеге сырттан әсер етсе (концентрация, температура, қысым өзгерсе), онда қарама-қарсы екі реакцияның ішінен сол әсерді азайтатынының жүруіне көмектеседі.

 Химиялық тепе-теңдіктің  бұзылуын сипаттайтын заңдылықтар,  тепе-теңдіктегі жүйелерге әр түрлі факторлардың әсерін анықтайтын жалпы принциптің дербес жағдайы болып табылады. Бұл принцип Ле Шателье принципі деген атаумен белгілі. Оның химиялық тепе-теңдікке қолданылуын былай тұжырымдауға болады: егер тепе-теңдіктегі жүйеге қандай да бір әсер етсек, онда өтетін процестердің нәтижесінде тепе-теңдік сол әсердің кемитін бағытына қарай ығысады.

 Шындығында, жүйеге реакцияға қатысатын заттардың біреуін енгізгенде тепе-теңдік сол заттың жұмсалуы жағына ығысады. Қысымды көтергенде ол жүйеде қысым төмендейтін жаққа ығысады. Температураны көтергенде  тепе-теңдік эндотермиялық реакция жағына ығысады – жүйедегі температура төмендейді.

 Ле Шателье  принципі тек химиялық тепе-теңдікке  емес, әр түрлі физика-химиялық  тепе-теңдіктерге де қолданылады.  Тепе-теңдіктің ығысуы қайнау, кристалдану, еру сияқты процестер өзгергенде Ле Шателье принципіне сәйкес жүреді.

 Ле Шателье принципін 1885 жылы А.Ле Шателье (1850-1936) тұжырымдап, ал теориялық тұрғыдан 1887 жылы К.Ф.Браун (1850-1918) негіздеген.

• ТЕМПЕРАТУРА ӘСЕРІ

Температураның әсері тек экзо- және эндотермиялық реакциялардың тепе-теңдігін ығыстыра алады.

• КОНЦЕНТРАЦИЯ ӘСЕРІ
• Реагенттердің концентрациясын жоғарылату ↑, тепе-теңдікті өнімдер түзілу жағына ығыстырады.
• Өнімдер концентрациясын жоғарылату↑, тепе-теңдікті реагенттер түзілу жағына ығыстырады.

• ҚЫСЫМНЫҢ ӘСЕРІ

Қысым тек газдарға әсер етеді. Тепе-теңдікке қысымның әсерін байқау үшін теңдеудің сол және оң жағындағы заттардың молекула санын салыстыру қажет.

Қысым жоғарылығанда Р ↑, тепе-теңдік көлемі аз (газ молекулаларының аз жағына) бағытқа ығысады. Қысым төмендегенде Р ↓, көлемі көп (газ молекулаларының көп жағына) бағытқа ығысады.

Катализатор бірдей дәрежеде тура және кері реакциялардың жылдамдығын арттырады. Бірақ тепе- теңдіктің ығысуына әсер етпейді

 Ле Шателье принципін 1885 жылы А.Ле Шателье (1850-1936) тұжырымдап, ал теориялық тұрғыдан 1887 жылы К.Ф.Браун (1850-1918) негіздеген.

• ТЕМПЕРАТУРА ӘСЕРІ

Температураның әсері тек экзо- және эндотермиялық реакциялардың тепе-теңдігін ығыстыра алады.

• КОНЦЕНТРАЦИЯ ӘСЕРІ
• Реагенттердің концентрациясын жоғарылату ↑, тепе-теңдікті өнімдер түзілу жағына ығыстырады.
• Өнімдер концентрациясын жоғарылату↑, тепе-теңдікті реагенттер түзілу жағына ығыстырады.

• ҚЫСЫМНЫҢ ӘСЕРІ

Қысым тек газдарға әсер етеді. Тепе-теңдікке қысымның әсерін байқау үшін теңдеудің сол және оң жағындағы заттардың молекула санын салыстыру қажет.

Қысым жоғарылығанда Р ↑, тепе-теңдік көлемі аз (газ молекулаларының аз жағына) бағытқа ығысады. Қысым төмендегенде Р ↓, көлемі көп (газ молекулаларының көп жағына) бағытқа ығысады.

Катализатор бірдей дәрежеде тура және кері реакциялардың жылдамдығын арттырады. Бірақ тепе- теңдіктің ығысуына әсер етпейді