VII.3.1. Principiul lui Le Châtelier.

Pentru o reacție reversibilă, starea de echilibru chimic se stabilește atunci când concentrația componentelor rămâne constantă, iar temperatura și presiunea sistemului nu se modifică.

Principiul lui Le Châtelier explică ce se întâmplă cu sistemul aflat în echilibru chimic atunci când se modifică condițiile experimentale : concentrația componentelor, temperatura sau presiunea.

🔦 Observație

Catalizatorii nu deplasează echilibrul chimic, ci grăbesc atingerea acestuia.

Catalizatorii cresc viteza de reacție, atât a reacției directe, cât și a celei inverse (proprietatea nr. 1 a catalizatorilor).

Catalizatorii nu se consumă în timpul reacțiilor, dar acest lucru nu înseamnă neparticiparea lor la reacție (proprietatea nr. 2 a catalizatorilor).

Prezența catalizatorului determină un ciclu de procese la sfârșitul căruia catalizatorul apare în forma lui inițială.

Principiul lui Le Châtelier:

Orice modificare aplicată unui sistem în echilibru deplasează echilibrul în sensul diminuării modificării respective.

Factorii care influențează echilibrul chimic sunt: modificarea concentrației unui component, modificarea temperaturii sistemului și modificarea presiunii sistemului.

👀 Experiment: Principiul lui Le Châtelier.
🔥 Atenție! Acidul clorhidric concentrat este extrem de caustic!

Materiale necesare:
2 pahare Berzelius, soluție de clorură de cobalt II, apă distilată, HCl concentrat, apă fiartă, apă cu gheață, pipetă.

Mod de lucru:

• Prepară o soluție de CoCl₂. Observă culoarea acesteia.

  Soluția de clorură de cobalt II are o culoare roz datorită ionilor de cobalt hexahidratați, [Co(H₂O)₆]⁺² .

• Adaugă câteva picături de apă distilată până când soluția devine roșu-vișiniu, caz în care va exista un echilibru între moleculele nedisociate și cationii de cobalt hexahidratați

CoCl₂ + 6HOH ⇄ [Co(H₂O)₆]⁺² + 2Cl^-

• Adaugă câteva picături de acid clorhidric concentrat până când soluția devine albastră.

Conform principiul lui Le Châtelier, orice modificare aplicată unui sistem în echilibru deplasează echilibrul în sensul diminuării modificării respective.
La adăugarea unui ion comun (Cl^-) soluției, creștem concentrația anionilor de clor astfel încât se va produce și creșterea concentrației ionului complex de tetraclorocobaltat, de culoare albastră. Echilibrul se va deplasa spre dreapta, în sensul consumării componentului respectiv (Cl^-).

• Adaugă apă până când soluția devine roșie.

La adăugarea de apă soluției, creștem concentrația apei astfel încât se va produce și creșterea concentrației cationilor de cobalt hexahidratați, de culoare roșu-vișiniu. Echilibrul se va deplasa spre stânga, în sensul consumării componentului respectiv (H₂O).

• Pune în două eprubete soluția roșu-vișinie. Intodu o eprubetă în apă cu gheață și pe cealaltă în apă caldă.
• Ce observi?

  Soluția din eprubeta din apă fierbinte s-a albăstrit, iar cea din eprubeta cu gheață a căpătat o culoare roz.

Concluzia experimentului:
La creșterea temperaturii este favorizată reacția endotermă (reacția care are loc cu absorbție de căldură), echilibrul fiind deplasat spre dreapta cu creșterea concentrației ionului complex de tetraclorocobaltat, de culoare albastră.
La scăderea temperaturii este favorizată reacția exotermă (reacția care are loc cu degajare de căldură), echilibrul fiind deplasat spre stânga cu creșterea concentrației cationilor de cobalt hexahidratați, de culoare roz.