Рассмотрим, как понижение давления влияет на равновесие в двух химических реакциях, опираясь на принцип Ле Шателье.
- Реакция: Fe + H₂O(пар) ⇌ FeO + H₂
В этой реакции количество молекул газа до и после реакции одинаково: одна молекула водяного пара (H₂O) превращается в одну молекулу водорода (H₂). Таким образом, общее количество газообразных молекул не изменяется. Согласно принципу Ле Шателье, если количество молекул газа не изменяется, изменение давления не должно влиять на положение равновесия. Следовательно, при понижении давления равновесие этой реакции не сместится.
- Реакция: 4HCl + O₂ ⇌ 2H₂O(пар) + 2Cl₂
В этой реакции из пяти молекул газа (4 молекулы HCl и 1 молекула O₂) образуются четыре молекулы газа (2 молекулы H₂O и 2 молекулы Cl₂). Понижение давления способствует смещению равновесия в сторону увеличения числа газообразных молекул, чтобы компенсировать изменение в давлении. В данном случае это означает, что равновесие сместится влево, в сторону исходных веществ, потому что на левой стороне у нас большее количество газообразных молекул (5) по сравнению с правой стороной (4).
Таким образом, понижение давления:
- Не сместит равновесие для реакции Fe + H₂O(пар) ⇌ FeO + H₂.
- Смещает равновесие влево для реакции 4HCl + O₂ ⇌ 2H₂O(пар) + 2Cl₂.