حل سؤال اصل لوشاتلیه؛ تشخیص جهت جابه‌جایی تعادل
حل سؤال اصل لوشاتلیه با تشخیص عاملِ تغییرکرده آغاز می‌شود: غلظت، فشار یا دما را جدا کنید و سپس جهتی را انتخاب کنید که اثر آن تغییر را کاهش می‌دهد؛ در تغییر دما، گرما را مانند یک ماده در واکنش در نظر بگیرید.
حل سؤال اصل لوشاتلیه؛ از کجا شروع کنیم؟
در تست‌های اصل لوشاتلیه، ابتدا باید مشخص شود کدام کمیت تغییر کرده است. افزودن واکنش‌دهنده، تعادل را به سمت مصرف آن می‌برد و افزودن فرآورده، جهت برگشت را تقویت می‌کند. افزایش فشار فقط در تعادل‌های گازی و به سمت تعداد مول گازی کمتر اثر دارد؛ اگر تعداد مول‌های گازی دو طرف برابر باشد، فشار جهت تعادل را تغییر نمی‌دهد. کاتالیزگر جایگاه تعادل را عوض نمی‌کند و فقط رسیدن به تعادل را سریع‌تر می‌کند. برای دما، واکنش گرماده را مانند گرما در سمت فرآورده و واکنش گرماگیر را مانند گرما در سمت واکنش‌دهنده بنویسید.
روش گام‌به‌گام
- معادله را موازنه کنید و حالت فیزیکی مواد را، به‌ویژه (g)، مشخص کنید.
- عامل تغییر را تعیین کنید: غلظت، فشار، حجم، دما یا کاتالیزگر.
- در تغییر غلظت، بررسی کنید کدام ماده اضافه یا حذف شده و جهتی را انتخاب کنید که آن ماده را مصرف یا تولید کند.
- در تغییر فشار یا حجم، فقط مول‌های گازی دو طرف را بشمارید؛ کاهش حجم یا افزایش فشار، تعادل را به سمت مول گازی کمتر می‌راند.
- برای تغییر دما، گرما را در سمت مناسب معادله قرار دهید و افزایش دما را مانند افزودن گرما تحلیل کنید.
- اثر کاتالیزگر را فقط بر سرعت رفت‌وبرگشت بدانید، نه بر مقدار ثابت تعادل یا ترکیب نهایی مخلوط.
در تعادل N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) + گرما، اگر حجم ظرف کم شود، فشار افزایش می‌یابد. سمت چپ چهار مول گاز و سمت راست دو مول گاز دارد؛ بنابراین تعادل به سمت راست جابه‌جا می‌شود و مقدار آمونیاک افزایش می‌یابد. اگر به همین تعادل کاتالیزگر اضافه شود، سرعت رسیدن به تعادل بیشتر می‌شود اما نسبت نهایی مواد تغییر نمی‌کند.
چطور این مبحث را مرور کنیم؟
پس از انتخاب جهت، سه کنترل انجام دهید: آیا معادله موازنه است؟ آیا فقط گونه‌های گازی برای فشار شمرده شده‌اند؟ آیا کاتالیزگر یا جامد و مایع خالص را اشتباهاً عامل جابه‌جایی تعادل فرض نکرده‌اید؟ در تغییر دما نیز باید اثر گرما با گرماده یا گرماگیر بودن واکنش سازگار باشد.
اشتباه رایج این است که افزایش فشار را همیشه به سمت فرآورده‌ها نسبت دهند. فشار فقط وقتی جهت تعادل را تغییر می‌دهد که تعداد مول‌های گاز دو طرف متفاوت باشد؛ همچنین جامدها و مایع‌های خالص در شمارش مول گازی وارد نمی‌شوند.
جمع‌بندی
برای حل سؤال اصل لوشاتلیه، تغییر را شناسایی کنید، اثر آن را برهم‌زننده تعادل بدانید و جهتی را انتخاب کنید که همان اثر را کاهش دهد. شمارش مول گاز، جای‌گذاری گرما و حذف اثر کاتالیزگر از جایگاه تعادل، سه کنترل اصلی پاسخ هستند.
مطالعه مطلب آموزشی مرتبط ←