Kaj je Le Chatelierjevo načelo?

Le Chatelierjevo načelo je preprost zakon fizike, povezan z znanstvenim preučevanjem kemije in kemijskih reakcij. To načelo pravi, da se bo ravnotežje kemične raztopine uravnotežilo, ko se uvedejo spremembe v stanju, kot so temperatura, tlak, prostornina in koncentracija. Protivne sile bodo te spremembe uravnotežile, kar bo povzročilo novo točko ravnotežja. Le Chatelierjevo načelo je bilo uporabljeno na drugih področjih znanosti in fizike pod različnimi imeni. V vseh inkarnacijah načela ga je mogoče enostavno povzeti v laičnih izrazih: sprememba v sistemu povzroči nasprotno reakcijo za doseganje ravnovesja.

Ta fizikalni zakon je dobil ime po svojem odkritelju, francoskem kemiku Henryju Louisu Le Chatelierju. Napisal je nič manj kot 30 znanstvenih člankov s podrobnostmi o njegovih raziskavah in laboratorijskih poskusih od leta 1884 do 1914. Ta združena dela so kasneje postala znana kot Le Chatelierjev princip. Njegove raziskave so se izkazale za pomembne za področje kemije, saj so oblikovale temelje, ki raziskovalcem omogočajo učinkovito napovedovanje izida sprememb v ravnotežju kemičnih raztopin.

Z uporabo Le Chatelierjevega načela lahko raziskovalci kemije učinkovito napovedujejo izid svojih poskusov. Na primer, lahko predvidevajo, da se lahko kemična reakcija, ki povzroči endotermno delovanje, spremeni z uvedbo ločene eksotermne reakcije. Sposobnost napovedovanja reakcije in uravnoteženih stanj kemičnih raztopin se pogosto uporablja za povečanje donosa produkta reakcije z zagotavljanjem nadzorovanih spremenljivk. Ta zakon se uporablja tudi za medicinsko kemijo za ustvarjanje farmacevtskih zdravil, ki blokirajo receptorje določenih kemikalij v telesu.

Da bi razumeli, kako deluje Le Chatelierjev princip na področju kemije, je v pomoč, če pogledamo primer iz sveta fizike. Ta fizični zakon deluje na podlagi vzroka in posledice. En primer bi bila površinska gladina vode v cevi v obliki črke U. S takšno cevko lahko posameznik zlije vodo na eno stran, nivo vode na drugi strani pa se bo dvigoval, dokler ni nivo vode na obeh straneh enak. Na tej točki je voda dosegla ravnovesje.

Ko je voda v ravnotežju, so ravni na obeh straneh cevi uravnotežene. Če na vodo na eni strani cevi deluje zunanja sila, kot je pritisk bata navzdol, se bo nivo vode na drugi strani dvignil in vzpostavil novo točko ravnotežja. Če ima bat v sebi luknjo, bo voda postopoma uhajala mimo bata in se vrnila v drugo točko ravnotežja.