勒沙特勒原理是当一个化学系统在平衡状态下受到应力时,平衡状态将发生变化以释放应力的原理。换句话说,它可以用来预测温度、浓度、体积或压力条件变化时化学反应的方向。虽然勒夏特利尔原理可以用来预测对平衡变化的反应,但它不能解释(在分子水平上)系统为何会做出如此反应。
该原则以亨利·路易斯·勒·查泰利尔命名。勒夏特勒和卡尔·费迪南德·布劳恩独立提出了这一原理,也被称为夏特勒原理或平衡定律。法律可以规定:
当处于平衡状态的系统受到温度、体积、浓度或压力变化的影响时,系统会重新调整以部分抵消变化的影响,从而产生新的平衡。
虽然化学方程式通常写在反应物的左边,箭头从左向右,产物在右边,但实际情况是化学反应处于平衡状态。换言之,反应可以向前和向后进行,也可以是可逆的。在平衡状态下,同时发生正向和反向反应。一个进程可能比另一个进程快得多。
除了化学之外,该原理还以稍微不同的形式应用于药理学和经济学领域。
浓度:反应物数量的增加(其浓度)将改变平衡,以产生更多的产品(产品)。增加产物的数量将改变反应,产生更多的反应物(反应物)。减少反应物有利于反应物。减少产品有利于产品。
温度:温度可以从外部添加到系统中,也可以作为化学反应的结果添加到系统中。如果化学反应是放热的(ΔH为负值或释放热量),则热量被视为反应的产物。如果反应为吸热反应(ΔH为正或吸收热量),则热量被视为反应物。因此,升高或降低温度可被视为与升高或降低反应物或产物的浓度相同。当温度升高时,系统的热量增加,导致平衡向左移动(反应物)。如果温度降低,平衡会向右移动(产物)。换句话说,系统通过有利于产生热量的反应来补偿温度的降低。
压力/体积:如果化学反应的一个或多个参与者是气体,则压力和体积可能会发生变化。改变气体的分压或体积与改变其浓度的作用相同。如果气体体积增加,压力降低(反之亦然)。如果压力或体积增加,反应会向压力较低的一侧移动。如果压力增加或体积减少,平衡向方程的高压侧移动。然而,请注意,添加惰性气体(例如氩或氖)会增加系统的总压力,但不会改变反应物或产物的分压,因此不会发生平衡位移。
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