Valaki el tudja magyarázni azt, hogy a nyomás hogyan hat ki a kémiai egyensúlyra?

Erősen függ az anyagmennyiség arányoktól a nyomásváltoztatás. Vegyünk is 2 egyensúlyi reakciós példát szemléltetésképpen.

Vegyük először a hidrogén-jodid képződési és egyben bomlási egyenletét, mely felírható a következő módon: H₂ (g) + I₂ (g) ⇌ 2 HI (g). Összeszámolva, a kiindulási és a termék oldalon is megegyezik az anyagmennyiségek aránya: 1 mol hidrogénből és 1 mol jódból - azaz 2 mól kiindulási komponensből - keletkezik 2 mol hidrogén-jodid (termék). Az ilyen reakciókat nyomásváltoztatással - akár csökkentéssel / növeléssel - nem lehet eltolni az egyensúly egyik irányába sem.

Másodszor pedig az ammóniaszintézis jó példa: N₂ (g) + 3 H₂ (g) ⇌ 2 NH₃ (g). Észrevehető, hogy míg a kiindulási oldalon összesen 4 mol anyagunk van, addig a termék oldalon 2 mollal számolunk.

a) NYOMÁS NÖVELÉSE. Ebből az következik, hogy a rendszerünk térfogata csökkent. Csökkent a térfogat, ergó kisebb térbe kényszerülnek a molekulák --> kiindulási nitrogén- és hidrogénmolekulák (Σ 4 mol) gyakrabban fognak ütközni egymással és ammóniává alakulni, mint az ammóniamolekulák (2 mol) elbomlani. Terméktöbblet alakult ki a folyamat során. Mi lesz a rendszer válasza erre? Épp az ellentétes folyamat, hogy kompenzálja az egyenlőtlenséget; így az alsó nyíl (kiindulási anyagok) irányába tolódik el az egyensúly.

b) NYOMÁS CSÖKKENTÉSE. Itt nő a rendszerünk térfogata --> ergó nagyobb térben mozognak a molekulák. Így a kevesebb ammóniamolekula (2 mol) hamarabb el fog bomlani, minthogy nitrogén- és hidrogénmolekulák (Σ 4 mol) ütközésével ammóniához juthassunk. Mi lesz a rendszer válasza erre a kiindulási anyag többletre? Roppant logikusan el kell neki - és el is fogja :D - tolni a felső nyíl (termékképzés) irányába a folyamatot.

UI: bocs a regényért :)

Köszönöm szépen én is a kifejtést, tanultam belőle.

A legeslegvégén viszont van egy pici botlás: a Le Chatelier-elvet egy picit másképp kell érteni, szóval a végkövetkeztetés fordítva van. Az ammóniaszintézis **nagy nyomáson** végzik, épp azért, hogy a **végtermék irányába** tolódjék el a reakció. Közönséges vagy ritkított nyomáson meg a kiindulási anyagok irányába tolódnék el ez a reakció.

Hiba csak az utolsó logikai láncszemben volt, egyébként korrekt és szép levezetés. Az utolsó láncszem javítva:

Ha a reakció lezajlódnék teljesen, 100%-an a végtermékek irányába, akkor 4 mól kiindulási anyagból 2 mól végtermék képződnék, tehát az anyagmennyiség csökken (mert átkombinálódnak az egységek).

Gázok esetében az anyagi minőségtől függetlenül, univerzálisan arányos a térfogat az anyagmennyiséggel (tehát akármilyen gázból veszek 1 mólnyit, ugyanannyi térfogatot fog elfoglalni, mármint persze a többé körülmény (nyomás, hőmérséklet azonossága esetén).

Tehát, ha ezt a reakciót nem állandótérfogatú tartályban végzem, hanem valami szabadon táguló térben (pl. dugattyús tartályban), a nyomást viszont állandó értéken tartom (engedem a dugattyút a nyomástól függően szabadon ki- vagy benyomódni), akkor azt látnám, hogy a térfogat felére csökken, vagyis a végtermékek térfogata feleakkora, mint a kiindulási anyagoké. Mármint persze csak abban a képzeletbeli esetben, ha ez a reakció teljesen 100%-an lejátszodnék a végtermékek irányába (ami valójában nem történik meg).

Ha meg képzeletben ,,teljesen viszzafordítanám'' a reakciót 100%-an a kiindulási anyagok irányába, akkor meg azt látnám, hogy a gáz ismét kitágulna, hiszen a kiindulási anyagok térfogata kétszerese a végtermék térfogatának.

Ha a tartály térfogata nem képes változni, hanem a reakció mindvégig állandó térfogaton zajlódik (mozgó részekkel nem rendelkező, lezárt tartályban), akkor a térfogat természetesen állandó, és ekkor a nyomás arányos növekedése vagy csökkenése kísérné a reakciót. Tehát ha 100%-osan képes lenne a reakció a végtermékek irányában végbemenni, akkor a nyomás megfeleződését észlelném.

Ha meg eztán 100%-osan visszaalakíthatnám a végtermékeket, akkor meg ismét visszaduplázódnék a nyomás. Tehát az előrehaladó irány tehát csökkenti, a visszafelé haladó irány meg növeli a nyomást.

Ha külső eszközökkel, a rendszerbe kívülről beavatkozva növelem meg a nyomást (például összenyomom a tartályt a felére, akkor a nyomás ideiglenes megnő duplájára. Erre viszont a rendszer olyan folyamattal fog válaszolni, hogy a nyomás csökkenjen. A reakció eltolódik a ***végtermékek*** irányába (hiszen ez a folyamat jár a nyomás csökkentésével).

Most hagyjuk a képzeletbeli ,,tiszta'' eseteket, és nézzük, ténylegesen hogyan zajlódik az egész folyamat.

Tehát konkrétan legyenegy dugattyús tartályom, abban meg legyen a kiindulási anyagok és a végtermék keveréke valamilyen nyommáson és hőfokon, egyensúlyi állapotban. Az egyensúly beállását mindenképp megvárom, addig el sem kezdem a kísérletet, míg ez nem áll be. Ha ez a kezdeti egyensúly már beállt, onnantól kezdve a gázkeverék összetétele nem változik, be van állva valamilyen arányra (mondjuk az végtermék, az ammónia aránya legyen 10%, csak hasraütéses példaképpen). Ez a kezdeti egyensúlyi állapot.

Most hirtelen külső beavatkozással megduplázom a nyomást (pl. benyomok egy dugattyút a tartályba, és felére szorítom a térfogatot). Ekkor a gázkeverék nyomása felugrik kétszeresére. Ebben a pillanatban viszont megszűnik a gázkeverék egyensúlyi állapota, és azonnal megindul a reakció a **végtermékek irányába**. Azért pont a végtermékek irányába, mert ennél a reakciónál ez az irány csökkenti a nyomást. Így aztán fokozatosan ez a megduplázódott nyomás visszamegy mondjuk az eredeti nyomásérték másfélszeresére. Teljesen az eredeti nyomásértékre nem megy vissza. Ezen a köztes nyomásértéken újra beáll az egyensúly, viszont ez már egy új egyensúlyi állapot lesz: ebben az új egyensúlyi állapotban a végtermék (az ammónia) aránya magasabb lesz, mint az eredeti keverékben volt (mondjuk az eredeti 10% helyett 17%). Épp ez a lényeg: a két egyensúlyi állapot között eltolódott a reakció a végtermékek irányába.

Az értékek amiket írtam, hasraütésszerűek, de az általuk bemutatott tendenciák valóságosak: az ammóniaszintézist ténylegesen nagy nyomáson végzik.

Mindvégig feltételeztem, hogy a hőmérséklet állandó (pl. a tartályt valami állandó hőmérsékletű medencébe van merítve). A hőmérséklet változása, és az egyensúly hőmérsékletfüggése ugyanis újabb témakör. Ez is általában le van írva a Le Chatelier elvnél, ennek a logikája is ugyanígy beleillik a Le Chatelier elvbe. Erre sók hőmérsékletfüggő vízoldékonyságát szokták példaképp említeni (exoterm oldódású sók magas hőmérsékleten oldódnak kevésbé, endoterm oldódású sok meg alacsony hőmérsékleten).

térfogat is csökken (ha a gázt állandó nyomáson tartom, pl. úgy, hogy a tartály térfogata dugattyúval szabadon növelhető-csökkenthető, és épp úgy követi a. Ha a reakció állandó tárfogaton történik, a nyomás is csökken, hiszen az arányos a térfogattal.

#1-es voltam még annó.

Most elolvasván, köszönöm szépen ezt a részletes levezetést! Nagyon hasznosnak bizonyult és való igaz a végkövetkeztetés nem stimmelt.. Köszi a javítást :)