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化学史实(17)——勒夏特列发现的原理  

2012-06-23 07:38:15|  分类: 化学历史故事 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 化学史实(17)——勒夏特列发现的原理

19世纪中叶,化学家对化学平衡越来越重视,因此研究平衡移动被提到议事日程上来。

法国化学家勒夏特列长期从事冶金化学方面的工作,几乎每天要跟化学平衡打交道。当他研究相平衡时,得到如下启示:切复分解反应,只有当生成沉淀、放出气体和生成弱电解质等情况时,化学反应才能进行到底。

另外,勒夏特列又发现另一实验事实:在一定温度下,一个可逆反应到达平衡时正反应和逆反应的速率相等,在反应混合物中各组成成分的含量不变。如果改变某一反应物或生成物浓度时,就会导致其他反应物或生成物浓度的改变,使平衡遭到破坏。

勒夏特列继续做各种化学实验,又发现可逆反应到达平衡后,改变温度会使平衡移动。例如,上述反应达到平衡时,温度升高,颜色就变深,平衡向逆方向移动。相反,降低温度,颜色就变浅,平衡向正方向移动。

紧接着,勒夏特列对有气体参与或生成的反应也作了系统的研究,又得出结论:在处于平衡反应的混合物里,不管是反应物或生成物,只要有气态物质,而且在反应前后气态物质的总体积有所不同的反应中,改变压强也会使平衡移动。例如,

增大压强时,平衡向正方向移动,降低压强时,平衡向逆方向移动。

当反应前后气态物质总体积不变时,如增大或降低压强不影响平衡。

勒夏特列做了千百次实验后,总结出一条原理:当化学反应处于平衡时,如果改变影响平衡的一个条件,如浓度、温度和压强等,平衡就会向减弱这种改变的方向移动。这条原理是针对化学平衡移动的,因此又叫平衡移动原理。后来证明,勒夏特列原理不仅适用于化学平衡,而且适用于自然界一切处于平衡状态的事物。

当复分解反应生成气体、沉淀或弱电解质时,反应能进行到底。利用勒夏特列原理能得到完满解释,由于它们的生成物能脱离原先体系,不断打破平衡体系,从而使反应不断进行,直至完全。

勒夏特列原理在化工上得到广泛应用,利用它能提高产量,降低成本等。例如,合成氨工业,降低反应温度,提高压强都能使平衡向有利于合成氨方向进行,从而提高产量。

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