ってどんなこと?
ルシャトリエの原理(-げんり)とは、平衡状態にある反応系において、その状態に対して何らかの変動を起こさせたときに、平衡が移動する方向を示す原理のことである。 1884年にアンリ・ルシャトリエ(Henry Louis Le Chatelier)によって発表された。 1887年にカール・ブラウン(Karl Ferdinand Braun)によっても独立に発表されたため、ルシャトリエ・ブラウンの原理ともいう。
ルシャトリエの原理の内容は次の通りである。
平衡状態にある反応系において、状態変数(温度、圧力(全圧)、反応に関与する物質の分圧や濃度)を変化させると、その変化を相殺する方向へ平衡は移動する。
すなわち、反応温度を上げた場合、平衡は反応熱を吸収して反応温度を下げる方向へ移動する。 反応温度を下げた場合、平衡は反応熱を発生させて反応温度を上げる方向へ移動する。 気体の反応において全圧を上げた場合、平衡は気体分子の数を減らして圧力を下げる方向へ移動する。 全圧を下げた場合、平衡は気体分子の数を増やして圧力を上げる方向へ移動する。 また反応に関与しているある物質の分圧や濃度を上げた場合、平衡はその物質を消費して分圧や濃度を下げる方向へ移動する。 反応に関与しているある物質の分圧や濃度を下げた場合、平衡はその物質を生成して分圧や濃度を上げる方向へ移動する。
例として
の反応について考える。
平衡状態
の平衡定数Kはそれぞれの化学種Aの分圧(より厳密にはフガシティー)をPAとすれば
と表される。
また、平衡定数Kは反応ギブズエネルギーΔG との間に
の関係があり(Rは気体定数、Tは絶対温度)、さらに反応エンタルピーΔH、反応エントロピーΔSと
の関係もある。そこで反応エンタルピー、反応エントロピーは温度によらず一定とすると
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となる。この式をファントホッフの式という。 反応温度による平衡の移動についてはファント・ホッフによってル・シャトリエよりも早く平衡移動の原理として考察されていた。 この式によれば反応エンタルピーが正(吸熱反応)ならば、反応温度が上昇すると平衡定数は増加し、生成物への移行がより有利になる。 逆に反応エンタルピーが負(発熱反応)ならば、反応温度が上昇すると平衡定数は減少し、原料への逆反応がより有利になる。
アンモニアの生成反応は発熱反応、すなわち反応エンタルピーは負の反応である。 よってファントホッフの式により反応温度が上昇すると平衡定数は減少し、吸熱方向の反応である原料への逆反応が有利となる。 このようにしてルシャトリエの原理が説明できる。
なお、一定容積下で温度を変化させた場合には全圧が変化するため、それによる平衡の移動と競合することになりルシャトリエの原理によって平衡の移動する方向を予想できなくなることがある。
(以上、ウィキペディアより引用)
どんなものなの?