مبدأ «لو شاتلييه»

2011 الطاقة و التفاعلات

گريس گوپر

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

قام الكيميائي الفرنسي (هنري لويس لو شاتلييه) (1850 – 1936) بصياغة قاعدة تساعد كثيراً على فهم كيفية تأثر التوازن الكيميائي بأية تغيّرات. وتبيّن هذه القاعدة بأنه في حال حدوث أي خلل في نظام كيميائي أثناء التوازن، فإنه يتغير بطريقة تميل إلى إلغاء هذا الخلل. على سبيل المثال، تؤدي زيادة الضغط إلى ذوبان الغازات أو اتحادها مع مواد أخرى، ونتيجة لذلك، ينقص عدد جزيئات

الغاز، مما يؤدي بدوره إلى إنقاص الضغط وبالتالي تخفيف أثر تغير الضغط. وبشكل مماثل، إن زيادة درجة الحرارة تجعل التفاعلات الماصة للحرارة تجري بسرعة أكبر، مما يؤثر على خفض درجة الحرارة. تنتج الحرارة خلال عملية تكوين النشادر من النتروجين والهيدروجين (لأن التفاعل الأمامي طارد للحرارة)، كما يقلّ الحجم (لأن جزيئين من النشادر ينتجان من أربعة جزيئات نتروجين وهيدروجين). وهنا، يفيدنا «مبدأ لو

شاتلييه» بأن زيادة الضغط من شأنه أن ينقل التوازن إلى إنتاج النشادر، وسبب ذلك هو أن النشادر يشغل حجماً أقل من الحجم الذي تشغله المتفاعلات (النتروجين والهيدروجين)، وبالتالي فإن تشكيل النشادر يقلل من الضغط. لكن رفع درجة الحرارة يؤدي إلى نقل التوازن إلى الاتجاه المعاكس – نحو مزيد من النتروجين والهيدروجين وكمية أقل من النشادر – بحيث يكون انبعاث الحرارة

أقل بالإضافة إلى خفض درجة الحرارة.