Agar muvozanatda turgan sistemaning biror parametri yoki reaksion muhitning sharoiti o’zgartirilmasa, sistema uzoq vaqt mobaynida bu muvozanat holatida turaveradi. Agar shu sistemaning biror parametri (sharoiti) oʻzgarsa, sistemaning muvozanat holati buziladi. Boshqacharoq aytganda, Vto’g’ = Vtes (muvozanat holat) sharti o’zgarib, Vto’g’ ≠ Vtes bo’lib qoladi.
Bu holat faqatgina quyidagi ikki shart: Vto’g’ > Vtes yoki Vto’g’ < Vtes dan biri amalga oshganda ro’y beradi. Bunga kimyoviy muvozanatning siljishi deyiladi. Muvozanat o’ng yoki chap tomonga siljiydi. Sistema kimyoviy muvozanati moddalar konsentratsiyalari (C), bosim (P) va temperatura (T) o’zgarganda siljishi mumkin. Bu omillar muvozanatning siljishiga qanday ta’sir etishini ko’rib chiqamiz.
Kimyoviy muvozanatning siljishiga moddalar konsentratsiyasining ta’siri
Agar ammiak hosil bo’lishi reaksiyasida (muvozanatda turgan) dastlabki moddalardan H₂ (yoki N₂) ning konsentratsiyasini oshirsak, massalar ta’siri qonuniga ko’ra Vto’g’ = K1[N2] [H2]3 ifodaga muvofiq to’g’ri reaksiya tezligi ortadi va sistemada N₂ va H₂ miqdori kamaya boshlaydi. NH3 miqdori muvozanat holatidagiga nisbatan ortadi. Reaksion aralashmada NH, miqdorining ortishi o’z navbatida 2NH3 → N₂ + 3H₂ reaksiya tezligi Vies ning ortishiga sabab bo’ladi va ma’lum vaqtdan so’ng sistemada yana (yangi) muvozanat holati qaror topadi.
Yangidan muvozanatga kelgan bu sistemada yana H₂ (yoki N₂) ning miqdorini oshirsak, yana xuddi yuqoridagi singari holat qaytariladi. Kimyoviy muvozanat o’ng tomonga siljiydi (Vto’g’ > Vtes) va pirovardida yana qaytadan muvozanat qaror topadi (Vtes = Vto’g’ holatga keladi). Agar sistemada reaksiya mahsuloti NH3 ning miqdori oshirilsa, muvozanat buzilib, ammiakning parchalanishi reaksiyasining tezligi ortadi (Vto’g’ > Vtes) va ma’lum vaqt o’tgandan so’ng qaytadan muvozanat qaror topadi.
Umuman, muvozanatda turgan sistemada dastlabki moddalar konsentratsiyasining ortishi bu moddalar miqdorini kamaytiruvchi reaksiya tezligining ortishi (Vto’g’ > Vtes) ga olib keladi, muvozanat o’ngga, ya’ni reaksiya mahsulotlari miqdori ortishi tomonga siljiydi.
Reaksiya mahsulotlaridan biri miqdorining ortishi, shu mahsulot miqdorini kamaytiruvchi reaksiya, ya’ni dastlabki moddalar hosil bo’lishi reaksiyasi (Vto’g’ < Vtes ) ya’ni shu moddalar miqdorini oshiruvchi reaksiya to’g’ tezligining ortishiga olib keladi.
Hosil boʻlgan mahsulot NH3 miqdorining kamayishi Vto’g’ > Vtes ga olib keladi, muvozanat o’ngga siljiydi.
Aksariyat hollarda gazsimon moddalar ishtirokida boruvchi reaksiya (sistema)larda bosim o’zgarishining kimyoviy muvozanatning siljishiga ta’siri ham xuddi yuqorida bayon etilgandek tushunilishi kerak. Masalan, azot, vodorod va ammiakdan iborat kimyoviy muvozanatda turgan sistemaning umumiy bosimi 3 marta (sistema hajmini 3 marta kamaytirish bilan) oshirilganda muvozanat qaysi tomonga siljiydi?
Yechish: Bunda, bosimning 3 marta ortishi gazsimon moddalar miqdorining 3 marta ortishiga va muvozanatning siljishiga sabab bo’ladi. Natijada muvozanat qaysi tomonga siljiydi? Bosim o’zgarguncha barcha moddalar konsentratsiyasi:
CN₂= x mol/l, CH₂ = y mol/l, CNH3 = z mol/l bo’lsin.
U holda reaksiyalar tezliklari:
Vto’g’=K1• CN₂•CH₂3=K1xy³ va Vtes=K₂•C3NH3=K₂•z² bo’ladi.
Gazlarning bosimi 3 marta oshirilganda, ularning konsentratsiyalari: CN₂ = 3X, CH₂ = 3y va CNH3 = 32 bo’ladi. Har bir reaksiyaning tezligi:
- Vto’g’ = K1 •3x•(3y)3 = 81 K₁X•y³
- Vtes = K₂•(32)2 = 9 K₂Z2
Demak, sistema bosimining 3 marta ortishi to’g’ri reaksiya tezligini 81 martaga, teskari reaksiya tezligini esa 9 marta ortishiga olib kelar ekan. Natijada, to’g’ri reaksiya tezligi teskari reaksiya tezligidan 9 marta yuqori bo’lib, muvozanat buzilib (Vto’g’ > Vtes bo’lgani uchun) o’ngga siljiydi.
Bu holat reaksiya tenglamasining o’ng va chap tomonlaridagi stexiometrik koeffitsiyentlar (1 mol N₂ + 3 mol H₂ ≠ 2 mol NH₁) yig’indisi (4 mol≠ 2 mol) oʻzaro teng bo’lmagani uchun ro’y beradi.
Agar tenglamada dastlabki moddalar «mol» lar soni hosil bo’lgan moddalar «mol»lari soni bilan teng bo’lsa, masalan,
H₂ + Cl2 = 2HCl (1 mol + 1 mol = 2 mol)
bosimning o’zgarishi sistema muvozanatining o’zgarishiga olib kelmaydi. Lekin tenglamadagi moddalardan birortasining konsentratsiyasi o’zgarishi muvozanatni u yoki bu tomonga siljitgan bo’lar edi.
Yuqoridagilarga asosan xulosa qilsak, sistema hajmini kamaytirish bilan bosimning ortishi kimyoviy muvozanatni gaz molekulalari soni kamayadigan tomonga, ya’ni bosim kamayadigan tomonga siljitadi. Bosimning kamayishi esa muvozanatni bosim ortadigan tomonga siljitadi. Reaksiyaning o’ng va chap tomonlaridagi stexiometrik koeffitsiyentlar yig’indisi o’zaro teng bo’lsa, bosimning o’zgarishi muvozanat siljishiga olib kelmaydi.
Temperaturaning ta’siri
Kimyoviy muvozanatning siljishiga temperaturaning ta’siri reaksiyaning endotermik yoki ekzotermik ekanligiga, ya’ni reaksiyaning issiqlik effektiga bog’liq bo’ladi.
Agar ammiak hosil boʻlishi reaksiyasini o’rganishni davom ettiradigan bo’lsak:
N₂ + 3H2 →2NH3 ∆H = -46,2 kJ/mol. Bunda to’g’ri (o’ngga) reaksiya ekzotermik, teskari (chapga) reaksiya endotermik bo’ladi.
Bu reaksiya issiqlik chiqishi bilan boradi, ya’ni u ekzotermikdir. (ΔΗ < O). Bu sistemada temperaturani oshirsak, issiqlik yutilishi bilan boradigan
2NH3 → N₂ + 3H2 reaksiya tezligi ortadi (Vto’g’ < Vtes) va muvozanat chapga siljiydi.
Temperatura pasaytirilsa, issiqlik chiqishi bilan boradigan jarayon, ya’ni toʻgʻri reaksiya tezligi ortadi ( Vto’g’ > Vtes) va muvozanat o’ngga-NH3 hosil bo’lishi tomonga siljiydi.
Har qanday muvozanatda turgan sistemada temperaturaning ortishi endotermik reaksiya tezligining ortishiga, temperaturaning pasayishi ekzotermik reaksiya tezligining ortishiga olib keladi.
Kimyoviy muvozanatning siljishiga olib keluvchi uch omilning ta’sirini ko’rib chiqishdan kelib chiqadigan umumiy xulosa: agar muvozanatda turgan sistemaga tashqaridan ta’sir ettirilsa (moddalar konsentratsiyasi, bosimi, temperatura o’zgartirilsa) sistema o’z muvozanatini shu ta’sir kamayadigan jarayon tomoniga siljitadi. Bunga kimyoviy muvozanatning siljishi to’g’risida Le-Shatelye prinsipi (yoki qoidasi) deyiladi. Bu qoida har qanday kimyoviy muvozanatda turgan sistemalar uchun qo’llaniladi, ularda ro’y berayotgan jarayonlarning yo’nalishini o’zgartirishning asosini tashkil etadi.