平衡移動的原理 ─ 勒沙特列原理

平衡移動的原理-勒沙特列原理
(The Principal of Chemical Equilibrium – LeChatelier’s Principle)
臺北縣立樹林高級中學化學科蔡孟璇實習老師 / 國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

 一些的化學反應經過一段反應時間後，反應容器中反應物和生成物同時存在，且濃度不隨時間增加或減少， 我們稱此反應達到一個平衡 (Equilibrium)狀態。能夠達到化學平衡狀態的反應， 產物同時也是反應物，為一可逆反應； 這時正反應速率等於逆反應速率且不為零。

法國科學家勒沙特列 (Henri LeChatelier, 1850–1936)在1883年於法蘭西學院擔任教授時，為了研究混凝土受水侵蝕作用，研究濃度、溫度、壓力對影響化學平衡等各種因素，1888年提出了這些因素對化學平衡移動的普遍性規律，即是著名的勒沙特列原理 (Le Chatelier’s principle)。其內容為當一個處在平衡的系統受到外力干擾時，例如：濃度、溫度、壓力等，則平衡會朝向抵消此破壞因素的方向移動，而達成新的平衡，我們可以藉此預測出平衡的移動情形。

整合各因素對平衡的影響和移動方向如下：

1. 濃度的影響

2. 壓力的影響（相當於改變體積）

3. 溫度的影響 （對吸熱反應）

勒沙特列原理的應用：

哈柏法合成氨：

依照原理，增加NH₃ 的量，需增加壓力或降低溫度（圖一），但在低溫時反應速率太慢需要長時間反應（表一），而高壓裝置設備困難價格昂貴，因此在實際的操作情況以500℃及200~500atm為恰當，並且以鐵粉當做催化劑。

圖一、 哈柏法合成氨法之溫度對氨產率影響

表一

參考資料
1.  http://www.chvs.hcc.edu.tw/2004-J-H/nature_a.htm
2.  http://en.wikipedia.org/wiki/LeChatelier%27s_Principle
3. 洪偉倫，《引航高三選修化學（上）》，康寧順泰書坊，2009.03.31。