การรบกวนสมดุลเคมี: วิธีการและผลกระทบ
การรบกวนสมดุลเคมีเกิดขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงภายนอกที่มีผลต่อระบบที่อยู่ในสภาวะสมดุล เช่น การเพิ่มหรือลดปริมาณสารต่าง ๆ หรือการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมเช่นความดัน อุณหภูมิ หรือปริมาตร ซึ่งแต่ละกรณีมีผลกระทบที่แตกต่างกันตามทฤษฎีของ Le Chatelier’s Principle ดังนี้:
-
เพิ่มความเข้มข้น
เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารใด ๆ ในระบบ สมดุลจะ shift ไปทางตรงข้าม กับที่เพิ่มสารเข้าไป เพื่อลดความเข้มข้นของสารที่เพิ่มขึ้นและคืนสมดุลให้กับระบบ เช่น การเพิ่มสาร A ในการตอบสนอง, สมดุลจะ shift ไปทาง B และ C เพื่อลดสาร A ลง -
เพิ่มความดัน
เมื่อเพิ่มความดันในระบบที่มีแก๊สเป็นส่วนประกอบ สมดุลจะ shift ไปทางโมลรวมแก๊สน้อยกว่า ซึ่งจะช่วยลดความดันที่เพิ่มขึ้นโดยการทำให้จำนวนโมลแก๊สในระบบลดลง เช่น ในปฏิกิริยา A(g) + B(g) ⇌ C(g) + D(g) หากเพิ่มความดัน สมดุลจะ shift ไปทางด้านที่มีจำนวนโมลแก๊สต่ำกว่า -
เพิ่มปริมาตร
การเพิ่มปริมาตรจะเหมือนกับการ ลดความดัน เนื่องจากการเพิ่มปริมาตรทำให้ความดันลดลง สมดุลจะ shift ไปทางด้านที่มีโมลแก๊สมากขึ้น เพื่อเพิ่มจำนวนโมลแก๊สในระบบ ตัวอย่างเช่น ถ้าเพิ่มปริมาตรในปฏิกิริยาที่มีแก๊ส สมดุลจะ shift ไปทางด้านที่มีโมลแก๊สมากกว่า -
เพิ่มอุณหภูมิ
การเพิ่มอุณหภูมิจะมีผลกับสมดุลดังนี้:
4.1 ระบบดูดความร้อน: ถ้าระบบดูดความร้อน (endothermic reaction) การเพิ่มอุณหภูมิจะทำให้สมดุล shift ไปทางขวา ซึ่งจะทำให้ K เพิ่มขึ้น เนื่องจากต้องการดูดซับความร้อนเพิ่มเติม
4.2 ระบบคายความร้อน: ถ้าระบบคายความร้อน (exothermic reaction) การเพิ่มอุณหภูมิจะทำให้สมดุล shift ไปทางซ้าย ซึ่งทำให้ K ลดลง เพราะระบบต้องการปล่อยความร้อนออก
หมายเหตุ: ปฏิกิริยาทั้งหมดนี้ส่งผลต่อสมดุล แต่ มีแค่ข้อ 4 เท่านั้นที่ส่งผลต่อ ค่า K ของสมดุลโดยตรง