化学平衡
平衡的移动(shifting an equilibrium)
一个反应一旦在平衡处安定下来,就会心满意足地待在那里——直到你改变某样东西。于是它开始骚动,滑向一个新的歇脚点。平衡的移动,就是有意去扰动一个已安定的反应,使混合物朝着更多产物或更多反应物的方向运动。这正是化学家如何哄一个不情愿的反应给出更好产率的办法,而不是乖乖接受它最初找到的那个平衡。
从机制上看,每一次移动都可以通过反应商 Q 和常数 K 来理解。扰动系统,Q 会瞬间被推离 K;于是反应朝着能把 Q 拉回 K 的那个方向进行。加入反应物会降低 Q,系统便正向进行;移走产物也会降低 Q,同样正向进行;压缩气体混合物会改变分压,把它推向气体分子数较少的一边。勒夏特列原理是判断方向的快捷方式。
值得牢记的深层要点是:移动确有两种本质不同的类型。改变浓度、压强或体积,会把平衡位置移到一个新的点,却不改变 K。改变温度则是特殊情形:它改变 K 本身,因而通过重新定义平衡所在之处来移动位置。在产物一生成就把它抽走——正如哈伯法所做的——是工业化学的主力技巧,它不断把平衡向正向移动,把反应一路拖向尽头。
在酸与醇的酯化反应中,在水一生成就把它移走,使 Q 始终低于 K,于是平衡不断向酯的方向移动。通过持续抽走一种产物,化学家把反应推向比单凭其平衡常数所允许的更接近完全的程度。
扰动平衡,反应便滑动以恢复 Q = K。
两种移动,一个关键区别:浓度、压强和体积的改变会移动位置但 K 不变;唯有温度的改变才会改变 K 本身。
又称
另见