Page 144 - 4663
P. 144
утворюється дві молекули NH 3, тобто синтез аміаку відбувається зі
зменшенням об’єму. Підвищення тиску для газоподібних систем зумовлює
пропорційне зменшення об’єму, що відповідає збільшенню концентрацій
речовин. Оскільки відносне збільшення концентрацій реагуючих речовин
у реакції синтезу аміаку перевершуватиме збільшення концентрацій
продуктів реакції, то рівновага зміститься в бік реакції, яка призводить до
зменшення об’єму системи, тобто виходу аміаку.
У реакціях, що відбуваються без зміни об’єму або в яких не беруть
участі газоподібні речовини, зміна тиску не викликає зміщення рівноваги.
Підвищення температури зазначеної системи спричиняє зміщення
рівноваги в бік зворотної реакції, оскільки розклад аміаку призводить до
поглинання теплоти. Каталізатор не впливає на стан рівноваги, однаково
прискорюючи як пряму, так і зворотну реакції. Тобто каталізатор прискорює
встановлення рівноваги, не впливаючи на рівноважні концентрації речовин.
На основі аналізу зазначених прикладів можна сформулювати ряд
загальних положень, які випливають із принципу Ле-Шательє, а саме: при
підвищенні температури рівновага системи, що перебуває у стані
рівноваги, зміщується у напрямку ендотермічної реакції, а при зниженні - у
напрямку екзотермічної.
Підвищення тиску призводить до зміщення рівноваги в бік
утворення тих речовин, які займають менший об’єм. Якщо об’єм системи не
змінюється, то тиск не впливатиме на стан рівноваги.
Принцип Ле-Шательє справедливий не тільки для хімічних процесів,
він має загальнонаукове значення і поширюється на всі процеси, що
перебувають у стані динамічної рівноваги.
Принцип Ле-Шательє має велике практичне значення, особливо для
хімічної промисловості. Наприклад, при синтезі NH 3 підвищення
температури зменшує вихід аміаку, тобто для підвищення виходу його
реакцію треба проводити при низьких температурах. Проте стан рівноваги
при цьому завдяки дуже малій швидкості встановлюється за такий великий
проміжок часу, що практичне використання реакції буде неможливим. Тому
0
синтез NH 3 проводять при високій температурі (450-600 С), а для
прискорення рівноваги застосовують каталізатор. У той самий час при
атмосферному тиску вихід аміаку становить всього 1 %. Промислове
використання реакції синтезу аміаку стало можливим лише при
застосуванні високого тиску, який у 300-1000 разів перевищує атмосферний,
зміщуючи рівновагу в бік підвищення вмісту NH 3 до 30 %. При такому
143