Le Chatelier-en Printzipioa eta Katalizatzaileak: Erreakzio Kimikoen Oreka

Le Chatelier-en Printzipioa

Le Chatelier-en printzipioak adierazten du orekan dagoen erreakzio kimiko batean aldaketaren bat gertatzen bada, edozein faktoreren ondorioz, erreakzioak kontrako egoeran jokatuko duela, oreka mantentzeko helburuarekin. Hainbat kasu aztertuko ditugu:

• Substantzia baten kontzentrazioa igotzen bada, erreakzioa kontzentrazio hori kontsumitzeko norantzan desplazatuko da. Kontzentrazioa jaitsiz gero, berriz, ekoizteko norantzan.
• Presioa igotzen bada, erreakzioa mol kopuru gutxiago dagoen norantzan desplazatuko da. Presioa jaisten bada, mol kopuru gehiagoko norantzan.
• Tenperatura igotzen bada, erreakzioa erreakzio endotermikoaren norantzan desplazatuko da. Tenperatura jaisten bada, erreakzio exotermikoaren norantzan.
• Gas geldoek eta katalizatzaileek ez dute eraginik orekan.

Katalizatzaileak

A) Katalizatzailearen Definizioa

Katalizatzailea substantzia bat da, erreakzio kimiko baten abiadura aldatzen duena, baina erreakzioan zehar kontsumitzen ez dena. Katalizatzaile positibo batek erreakzio-abiadura azkartzen du, eta negatibo batek, berriz, moteltzen du. Katalizatzaileek erreakzioaren aktibazio-energian soilik dute eragina, hau da, erreaktiboen molekulek talka eraginkorra izateko behar duten gutxieneko energian; baina ez dute inoiz aldatzen erreakzioaren entalpia (ΔH) edo Gibbs-en energia askea (ΔG).

B) Katalisia Motak

Bi katalisi mota daude:

• Katalisi Homogeneoa: Katalizatzailea erreaktiboen fase berean dagoenean gertatzen da.
• Katalisi Heterogeneoa: Katalizatzailea erreaktiboen fase desberdinean dagoenean gertatzen da.

C) Bihurgailu Katalitikoa

Bihurgailu katalitikoa, adibidez, kotxeetan jarri ohi den tresna berezi bat da, non katalisi heterogeneoa gertatzen den. Honen helburua substantzien kontsumoa murriztea eta kontsumo horren abiadura azkartzea da. CO eta NO bezalako substantzien emisioa murriztea lortzen da. Hala ere, CO₂-aren gehikuntza dakar, eta horrek aldaketa klimatikoa areagotzen du.

D) Erreakzio Exotermikoak eta Endotermikoak

Katalizatzaileek bi erreakzio mota eragin ditzakete:

• Erreakzio Exotermikoak: ΔH < 0. Erreakzio hauetan, beroa askatzen da.
• Erreakzio Endotermikoak: ΔH > 0. Erreakzio hauetan, beroa xurgatzen da.

Erreakzio exotermikoetan, ΔH negatiboa da, eta katalizatzaileak energia bikoizten du. Erreakzio endotermikoetan, aldiz, ΔH positiboa da, eta katalizatzaileen eraginez, aktibazio-energiak ΔH baino handiagoa edo berdina izan behar du, inoiz ez txikiagoa.

Erreakzioen Abiadura

A) Kontzentrazioaren Eragina

Kontzentrazioaren aldakuntza bakoitza dagokion koefiziente estekiometrikoaz zatitu beharko da.

B) Erreaktiboen Zeinua

Abiaduraren adierazpena beti positiboa izan dadin, erreaktiboen aldakuntzen aurrean minus (-) zeinua jarri beharko da.

Galderak eta Erantzunak

1) Erreakzio baten abiadura-ekuazioan, kontzentrazioak mol/L-tan adierazten dira beti.

Gezurra. Litroak eta molak bakarrik ere ager daitezke.

2) Erreakzio baten abiadura-konstantearen unitateak beti dira berdinak.

Egia.

3) NO₂(g) + O₂(g) → NO(g) erreakzioaren abiadura-ekuazioa v = k[NO₂]²[O₂] bada, erreakzioaren ordena totala 2 da.

Gezurra. Kasu honetan, ordena totala 3 da. Ordena partziala (NO)₂ = 2 eta (O₂) = 1. Orduan, 2 + 1 = 3 da ordena totala.

4) Erreakzio endotermikoetan, aktibazio-energiak beti izan behar du ΔH baino handiagoa.

Gezurra. Erreakzio endotermikoetan, aktibazio-energiak ΔH baino handiagoa edo berdina izan daiteke.