Geterogen sistemalar uchun fazalar qoidasi 1-§. Gomogen kimyoviy jarayonda muvozanat. Muvozanat sharoitlari. Le-Shatele printsipi

t₂ vaqt davomida yangi muvozanat holati vujudga kelganda X mol HI parchalansin va shuning uchun qoʻshimcha 0,5x mol H₂ va I₂ hosil boʻlsin. Reaksiya ishtirokchilarining yangi muvozanat konsentrasiyalari: [H₂] = (1 + 0,5x) mol/l;
[I₂] = (1 + 0,5x) mol/l; [HI] = (2 – x) mol/l. Miqdorlarning raqamli qiymatlarini massa taʻsiri qonunining ifodasiga qoʻyib, biz quyidagi tenglamani olamiz.

bu yerda x = 0,667. Shuning uchun [H₂] = 1,333 mol/l; [I₂] = 1,333 mol/l; [HI] = 1,333 mol/l ga teng boʻladi.

Konsentratsiyalardagi bu oʻzgarishlarning barchasi 2.5 a-rasmda aniq koʻrsatilgan.
HI ning qoʻshimcha qismini reaktorga kiritish natijasida tizimdagi muvozanat buziladi va boshlangʻich moddalar (H₂ va I₂) hosil boʻlishi tomon siljiiydi. Bu holda, bu teskari reaktsiya hisoblanadi. Shuning uchun muvozanat teskari reaktsiya yoʻnalishi tomon (“chapga”) siljiydi.
Agar bir xil sharoitda shu reaktorga 1 mol vodorod kiritilsa, u holda muvozanat vodorod reaksiyaga kirishadigan tomonga siljiydi va shu tufayli uning konsentratsiyasi kamayadi va HI kontsentratsiyasi ortadi. Bu toʻgʻridan–toʻgʻri reaktsiyada sodir boʻladi va shuning uchun bunda muvozanat toʻgʻri reaktsiya tomonga (“oʻngga”) siljiydi. Bu holda yangi muvozanat konsentrasiyalarini hisoblash oson: [H₂] = 1,865 mol/l; [I₂] = 0,865 mol/l; [HI] = 1,270 mol/l (2.5 b-rasmga qarang).



2.5 – rasm. Yodovodorod sintezi reaktsiyasida reaktsiya ishtirokchi–moddalari kontsentratsiyalarini qoʻshimcha:
a – vodorod iodid; b – vodorod kiritilgandagi oʻzgarishi

Shunday qilib, reaksiyada ishtirok etuvchi moddalardan birining tizimga kiritilishi muvozanatning ushbu moddaning sarf qilinadigan yoʻnalishi boʻyicha siljishiga olib keladi.

Haroratning muvozanat holatiga taʻsiriga misol sifatida ammiak sintezining teskari reaktsiyasini koʻrib chiqamiz.
N_2(g) + 3H_2(g)   2NH_3(g).

Bu yerda toʻgʻri reaktsiya ekzotermikdir:

N_2(g) + 3H_2(g) = 2NH_3(g) + Q,

va shuning uchun teskari reaktsiya endotermikdir:

2NH_3(g) = N_2(g) + 3H_2(g) – Q.

Toʻgʻri reaktsiyada issiqlik chiqariladi. Agar muvozanatni oʻngga, yaʻni toʻgʻri reaktsiya yoʻnalishiga oʻtkazish kerak boʻlsa, u holda issiqlikning chiqishi tizimning tashqi taʻsirlarga, yaʻni issiqlikni olib tashlashga “javob” boʻlishi kerak. Va issiqlikni olib tashlash orqali biz reaktordagi haroratni pasaytiramiz.

Aksincha, reaktsiya aralashmasini qizdirsak, yaʻni issiqlikni taʻminlasak, tizimning “javobi” issiqlikning yutilishi boʻladi, bu faqat muvozanat “chapga” siljiganida sodir boʻlishi mumkin.
Shunday qilib, qizdirilganda muvozanat endotermik reaksiya tomon siljiydi, sovutilganda esa aksincha.
Albatta, bu sistemadagi muvozanatni reaksiyada ishtirok etuvchi moddalar konsentratsiyasini oʻzgartirish orqali ham oʻzgartirish mumkin. Ammo bosim oshirilsa, ushbu tizimdagi muvozanat qanday oʻzgarishini koʻrib chiqaylik. Le Shatelier printsipiga koʻra, muvozanat tashqi taʻsirni qoplaydigan yoʻnalishga, yaʻni doimiy hajmda umumiy bosim pasayadigan reaktsiya yoʻnalishiga siljishi kerak.
Bu faqat tizimdagi molekulalarning umumiy sonining kamayishi bilan amalga oshishi mumkin. Toʻgʻri reaktsiya jarayonida molekulalarning umumiy soni kamayadi, shuning uchun muvozanat ammiak hosil boʻlishi tomon siljiydi. Aksincha, bosim pasayganda, muvozanat azot va vodorod hosil boʻlish tomon siljiydi.