Prinsip Le Chatelier dalam Apa Yang Terdiri dan Aplikasi

itu Prinsip Le Chatelier menjelaskan respons suatu sistem dalam kesetimbangan untuk menetralkan efek yang disebabkan oleh agen eksternal. Diformulasikan pada tahun 1888 oleh ahli kimia Prancis Henry Louis Le Chatelier. Itu diterapkan untuk setiap reaksi kimia yang mampu mencapai keseimbangan dalam sistem tertutup.

Apa itu sistem tertutup? Di sinilah ada transfer energi antara perbatasannya (misalnya, kubus), tetapi bukan materi. Namun, untuk melakukan perubahan pada sistem, Anda perlu membukanya, dan kemudian menutupnya lagi untuk mempelajari bagaimana responsnya terhadap gangguan (atau perubahan).

Setelah ditutup, sistem akan kembali ke keseimbangan dan cara mencapainya dapat diprediksi berkat prinsip ini. Apakah keseimbangan baru sama dengan yang sebelumnya? Itu tergantung pada waktu sistem mengalami gangguan eksternal; jika itu berlangsung cukup lama, saldo baru akan berbeda.

Indeks

• 1 Terdiri dari apakah itu??
• 2 Faktor yang memodifikasi keseimbangan kimia
  • 2.1 Perubahan konsentrasi
  • 2.2 Perubahan tekanan atau volume
  • 2.3 Perubahan suhu
• 3 Aplikasi
  • 3.1 Dalam proses Haber
  • 3.2 Dalam berkebun
  • 3.3 Dalam pembentukan gua
• 4 Referensi

Terdiri dari apa itu??

Persamaan kimia berikut sesuai dengan reaksi yang telah mencapai kesetimbangan:

aA + bB <=> cC + dD

Dalam ungkapan ini a, b, c dan d adalah koefisien stoikiometrik. Karena sistem ditutup, tidak ada reaktan (A dan B) atau produk (C dan D) yang mengganggu keseimbangan masuk dari luar.

Tapi, apa sebenarnya arti keseimbangan? Ketika ini terjadi, kecepatan reaksi langsung (ke kanan) dan mundur (ke kiri) disamakan. Oleh karena itu, konsentrasi semua spesies tetap konstan dari waktu ke waktu.

Di atas dapat dipahami dengan cara ini: hanya bereaksi sedikit A dan B untuk menghasilkan C dan D, ini bereaksi satu sama lain pada saat yang sama untuk meregenerasi A dan B yang dikonsumsi, dan seterusnya sementara sistem tetap dalam kesetimbangan.

Namun, ketika gangguan diterapkan pada sistem-apakah dengan menambahkan A, panas, D, atau pengurangan volume-prinsip Le Chatelier memprediksi bagaimana ia akan berperilaku untuk menetralkan efek yang ditimbulkan, meskipun tidak menjelaskan mekanisme molekul yang memungkinkan Anda untuk kembali ke kesetimbangan.

Jadi, tergantung pada perubahan yang dilakukan, rasa reaksi dapat disukai. Sebagai contoh, jika B adalah senyawa yang diinginkan, perubahan diberikan sedemikian rupa sehingga keseimbangan bergerak ke pembentukannya..

Faktor-faktor yang mengubah keseimbangan kimia

Untuk memahami prinsip Le Chatelier, pendekatan yang bagus adalah dengan menganggap bahwa keseimbangan terdiri dari keseimbangan.

Dilihat dari pendekatan ini, reagen ditimbang di piring kiri (atau keranjang) dan produk ditimbang di sebelah kanan. Dari sini, prediksi respons sistem (keseimbangan) menjadi mudah.

Perubahan konsentrasi

aA + bB <=> cC + dD

Panah ganda dalam persamaan mewakili beting keseimbangan dan garis bawah piring. Kemudian, jika jumlah (gram, miligram, dll.) A ditambahkan ke sistem, akan ada lebih banyak bobot pada piringan yang tepat dan skalanya akan miring ke sisi itu..

Akibatnya, panci C + D naik; yaitu, itu penting di depan piringan A + B. Dengan kata lain: sebelum penambahan A (pada B) keseimbangan memindahkan produk C dan D ke atas.

Dalam istilah kimia, keseimbangan akhirnya bergerak ke kanan: menuju produksi lebih banyak C dan D.

Kebalikannya terjadi dalam kasus sistem menambahkan jumlah C dan D: cawan kiri menjadi lebih berat, menyebabkan cawan kanan naik.

Sekali lagi, ini menghasilkan peningkatan konsentrasi A dan B; Oleh karena itu, pergeseran keseimbangan ke kiri dihasilkan (reaktan).

Perubahan tekanan atau volume

aA (g) + bB (g) <=> cC (g) + dD (g)

Perubahan tekanan atau volume yang disebabkan dalam sistem hanya memiliki efek penting pada spesies dalam kondisi gas. Namun, untuk persamaan kimia superior tidak ada perubahan ini yang akan mengubah kesetimbangan.

Mengapa Karena jumlah mol total gas di kedua sisi persamaan adalah sama.

Keseimbangan akan berusaha untuk menyeimbangkan perubahan tekanan, tetapi karena kedua reaksi (langsung dan terbalik) menghasilkan jumlah gas yang sama, itu tetap tidak berubah. Misalnya, untuk persamaan kimia berikut ini, keseimbangan merespons perubahan berikut:

aA (g) + bB (g) <=> eE (g)

Di sini, sebelum penurunan volume (atau peningkatan tekanan) dalam sistem, skala akan menaikkan pelat yang memungkinkan mengurangi efek ini. 

Bagaimana? Penurunan tekanan, melalui pembentukan E. Ini karena, ketika A dan B memberikan lebih banyak tekanan daripada E, mereka bereaksi untuk menurunkan konsentrasi mereka dan meningkatkan E.

Demikian juga, prinsip Le Chatelier memprediksi efek peningkatan volume. Ketika ini terjadi, keseimbangan kemudian perlu menetralkan efek dengan mempromosikan pembentukan lebih banyak mol gas yang mengembalikan hilangnya tekanan; kali ini, menggeser keseimbangan ke kiri, mengangkat cawan A + B.

Perubahan suhu

Panas dapat dianggap reaktif dan produk. Oleh karena itu, tergantung pada entalpi reaksi (ΔHrx), reaksinya adalah eksoterm atau endoterm. Kemudian panas ditempatkan di sisi kiri atau kanan persamaan kimia.

aA + bB + panas <=> cC + dD (reaksi endotermik)

aA + bB <=> cC + dD + panas (reaksi eksotermik)

Di sini, pemanasan atau pendinginan sistem menghasilkan respons yang sama seperti dalam kasus perubahan konsentrasi.

Sebagai contoh, jika reaksinya eksotermis, mendinginkan sistem lebih menyukai perpindahan kesetimbangan ke kiri; sedangkan jika dipanaskan, reaksi berlangsung dengan kecenderungan yang lebih besar ke arah kanan (A + B).

Aplikasi

Di antara aplikasi yang tak terhitung jumlahnya, karena banyak reaksi mencapai keseimbangan, kami memiliki yang berikut:

Dalam proses Haber

N₂(g) + 3H₂(g) <=> 2NH₃(g) (eksotermik)

Persamaan kimia superior sesuai dengan pembentukan amonia, salah satu senyawa terbesar yang diproduksi pada skala industri.

Di sini, kondisi ideal untuk mendapatkan NH₃ mereka adalah mereka yang suhunya tidak terlalu tinggi dan, juga, di mana ada tingkat tekanan yang tinggi (200 hingga 1000 atm).

Di kebun

Hydrangea ungu (gambar atas) membentuk keseimbangan dengan aluminium (Al³⁺) hadir di tanah. Kehadiran logam ini, asam Lewis, membawa akibat pengasaman mereka.

Namun, pada tanah dasar, bunga hydrangea berwarna merah, karena aluminium tidak larut dalam tanah tersebut dan tidak dapat digunakan oleh tanaman..

Seorang tukang kebun dengan pengetahuan tentang prinsip Le Chatelier dapat memodifikasi warna hydrangea-nya melalui pengasaman tanah yang cerdas.

Dalam pembentukan gua-gua

Alam juga memanfaatkan prinsip Le Chatelier untuk menutupi atap gua dengan stalaktit.

Ca²⁺(ac) + 2HCO₃^-(ac) <=> CaCO₃+ CO₂(ac) + H₂O (l)

CaCO₃ (kapur) tidak larut dalam air, serta CO₂. Sebagai CO₂ lolos, keseimbangan bergeser ke kanan; yaitu menuju pembentukan lebih banyak CaCO₃. Ini menyebabkan tumbuhnya lapisan runcing, seperti yang ada di gambar atas.

Referensi

1. Kimia Doc Brown. (2000). Kimia Tingkat Canggih Teoritis-Fisik - Equilibria - Catatan Revisi Kesetimbangan Kimia BAGIAN 3. Diperoleh kembali pada 06 Mei 2018, dari: docbrown.info
2. Jessie A. Key. Equilibria Shifting: Prinsip Le Chatelier. Diperoleh pada 06 Mei 2018, dari: opentextbc.ca
3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (19 Mei 2017). Definisi Prinsip Le Chatelier. Diperoleh pada 6 Mei 2018, dari: thoughtco.com
4. Binod Shrestha. Prinsip Le-chatelier dan penerapannya. Diperoleh pada 6 Mei 2018, dari: chem-guide.blogspot.com
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kimia (Edisi ke-8). Belajar CENGAGE, hlm 671-678.
6. Advameg, Inc. (2018). Chemical Equilibrium - Aplikasi kehidupan nyata. Diperoleh pada 6 Mei 2018, dari: scienceclarified.com
7. James St. John. (12 Mei 2016). Travertine Dripstone (Gua Luray, Luray, Virginia, AS) 38. Diperoleh pada 6 Mei 2018, dari: flickr.com
8. Stan Shebs. Hydrangea macrophylla Blauer Prinz. (Juli 2005). [Gambar] Diperoleh pada 6 Mei 2018, dari: commons.wikimedia.org