Рассмотрим химическое равновесие и влияние давления на него в данных системах с точки зрения принципа Ле Шателье. Этот принцип гласит, что если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать внешним фактором (изменить концентрацию, давление, температуру), равновесие сместится в направлении, противодействующем этому изменению.
- Реакция синтеза аммиака:
[ 3H_2 (г) + N_2 (г) \rightleftharpoons 2NH_3 (г) ]
Эта реакция включает 4 молекулы газообразных реагентов (3 молекулы водорода и 1 молекула азота) и 2 молекулы газообразного продукта (аммиака). При повышении давления система будет стремиться уменьшить общее число газообразных молекул, чтобы компенсировать увеличение давления. Следовательно, равновесие сместится в сторону образования аммиака, то есть вправо:
[ \text{3H}_2 (г) + \text{N}_2 (г) \rightarrow 2\text{NH}_3 (г) ]
Таким образом, повышение давления благоприятствует синтезу аммиака.
- Реакция димеризации диоксида азота:
[ 2NO_2 (г) \rightleftharpoons N_2O_4 (г) ]
В этой реакции участвуют 2 молекулы газообразного диоксида азота, которые превращаются в 1 молекулу газообразного динитрогена тетраоксида. При повышении давления система будет стремиться уменьшить количество газовых молекул. Поэтому равновесие сместится в сторону образования N₂O₄, то есть вправо:
[ 2NO_2 (г) \rightarrow N_2O_4 (г) ]
Таким образом, повышение давления способствует образованию динитрогена тетраоксида.
В обоих случаях повышение давления приводит к смещению равновесия в сторону уменьшения общего числа газообразных молекул.