Зміщення стану рівноваги. Принцип Ле-Шательє

Рівновага є динамічним процесом, бо вона зумовлена одночасним протіканням процесів у двох протилежних напрямах з однаковою швидкістю.

Зміна одного з факторів, що визначають рівноважний стан, порушує рівновагу. Згодом система самодовільно, без затрати роботи, переходить з нерівноважного стану в рівноважний.

Напрямок переходу системи з нерівноважного стану в рівноважний, тобто зміщення рівноваги залежно від зміни зовнішніх умов, визначається принципом Ле-Шательє: якщо змінити одну з умов, при яких система перебуває в стані рівноваги, то рівновага зміщується в напрямі того процесу, який протидіє зробленій зміні.

При підвищенні температури рівновага зміщується в бік процесу, що протікає з поглинанням теплоти, а при зниженні температури – в бік процесу, що протікає з виділенням теплоти.

При збільшенні тиску рівновага зміщується в бік меншого об'єму, тобто в бік утворення меншого числа моль газів, а при зменшенні тиску – в бік утворення більшого числа моль газів.

При збільшенні концентрації однієї з початкових (вихідних) речовин рівновага зміщується в бік утворення кінцевих речовин (продуктів), а при зменшенні концентрації вихідної речовини – в бік утворення початкових речовин.

Наприклад, для реакції одержання карбіду заліза

3Fe_(т) + 2СО_(г) = Fe₃C_(т) + СО_2(г),

що проходить з виділенням теплоти ( = -149,84 кДж), при підвищенні температури рівновага зміщується в бік процесу, що протікає з поглинанням теплоти, тобто ліворуч. Підвищення загального тиску зміщує рівновагу реакції в бік утворення СО₂, тобто праворуч. І навпаки.

Для реакції одержання міді

2Cu₂O_(т) + Cu₂S_(т) = 6Сu_(т) + SO_2(г),

що відбувається з поглинанням теплоти ( = 128,96 кДж), підвищення температури зміщує рівновагу в бік протікання ендотермічного процесу, тобто праворуч. Збільшення загального тиску зміщує реакцію в бік меншого числа моль газів, тобто ліворуч. І навпаки.

Якщо число моль газоподібних речовин у вихідних і кінцевих речовин однакове, зміна тиску не призведе до зміщення рівноваги реакції.