NH3 szintézis irányába akarjuk eltolni az egyensúlyt. Mit is jelent ez pontosan?

Az egyensúly eltolása azt jelenti, hogy megváltoztatom a körülményeket úgy, hogy a mostani egyensúly már ne legyen érvényes, hanem egy új egyensúly álljon be, mégpedig egy olyan, hogy a termék több legyen a mostanihoz képest. Pl az ammóniaszintézisnél a reakcióban csak gázok vesznek részt:

N2 + 3 H2 <=> 2 NH3

Itt 4 molekulából lesz 2, tehát a termékképződés során molszámcsökkenés történik. Ilyen esetben a nyomás emelése a termékképződés felé tolja el az egyensúlyt. Az idevágó elméletet úgy hívják hogy Le Chatelier elv, ami kimondja, hogy ha az egyensúlyt megzavarjuk, akkor az olyan irányba tolódik el, hogy a zavaró hatást csökkentse. Mivel a gázok betöltik a rendelkezésre álló teret, ezért 4 mol gáz kisebb nyomású mint 2 mol gáz, azaz a termék nyomása kisebb. Ha növelem a nyomást, az a termékképződésnek kedvez, mivel ott csak 2 mol ammónia van, ezért a nyomás kisebb.

Ugyanígy termékképződés felé tolható el az egyensúly a hőmérséklet csökkentésével, mivel a reakció exoterm. Mivel exoterm, hőt ad le, tehát ezzel ellentétes művelettel tolhatom el kedvező irányba az egyensúlyt, azaz hűtéssel. Megjegyzem, az iparban pár 100 fokot használnak hogy aktiválják a molekulákat, de ez a pár 100 fok még így is alacsonynak számít az iparban.

További egyensúlyeltolási lehetőség a több kiindulási anyag adagolása, hiszen a Le Chatelier elv szerint olyan irányba tolódik el a reakció, hogy a zavarást csökkentse, márpedig itt a zavarás a több anyag adagolása. Ha mondjuk a nitrogén koncentrációját növelem, akkor a reakció azt csökkenteni igyekszik majd, vagyis több ammóniát képez. Ugyanilyen hatás érhető el a termék elvezetésével.