Химическое равновесие может достигаться только в закрытых системах, т.е. в системах, где количество веществ остается постоянным. В открытых системах, например, в реакторах, где продукты реакции могут выходить, химическое равновесие не может быть достигнуто.
Химическое равновесие достигается только в обратимых реакциях, где прямая и обратная реакции протекают одновременно с равными скоростями и концентрации реагентов и продуктов остаются постоянными со временем.
Рассмотрим пример реакции:
С12 (г.) + СО (г.) <=> СОС12 (г.) + Q
В данной реакции хлор (С12) и оксид углерода (СО) реагируют, образуя оксид хлора (СОС12). Знак Q указывает, что реакция сопровождается выделением тепла.
Если система находится в равновесии и происходит изменение условий равновесия (например, изменение концентрации реагентов или продуктов, изменение давления или температуры), то принцип Ле Шателье предсказывает, в каком направлении произойдет смещение равновесия.
Например, если увеличить концентрацию СОС12, равновесие сместится влево (в сторону реагентов), чтобы уменьшить избыток продуктов. Если увеличить концентрацию С12 или СО, равновесие сместится вправо (в сторону продуктов), чтобы уменьшить избыток реагентов.
Температура также оказывает влияние на равновесие. В данном примере, если повысить температуру, равновесие сместится влево, в сторону реагентов, чтобы поглотить избыточную энергию. Если понизить температуру, равновесие сместится вправо, в сторону продуктов, чтобы выделить дополнительную энергию.
Принцип Ле Шателье является важным инструментом для понимания и управления равновесными химическими реакциями.