اصل حداقل محدودیت که به آن نیز می گویند اصل LE CHATELIER پس از شیمیدانی به همین نام، 20 سال پس از کشف قانون عمل جمعی در سال 1887 شناخته شد.

HENRY LOUIS LE CHATELIER (1850-1936) استاد شیمی در پاریس بود. زمینه های اصلی کار او گرمای ویژه گازها، شیمی سیلیکات و تعادل شیمیایی بود.

کارل فردیناند براون (1850-1918) استاد فیزیک در استراسبورگ بود. از جمله، او با امواج الکترومغناطیسی کار کرد، لوله Bsche را توسعه داد و همچنین با تعادل شیمیایی سروکار داشت.

هر دو دانشمند به طور مستقل تأثیر تغییرات دما و فشار را بر تعادل شیمیایی بررسی کردند. قوانینی که آنها به رسمیت شناختند اکنون به طور خلاصه در شیمی تحت اصل حداقل محدودیت خلاصه می شوند.

این می گوید:

این اصل تأثیرات کیفی تغییرات فشار و دما را بر تعادل فیزیکی (مانند تراکم و تبخیر) و شیمیایی در نظر می گیرد.
اصل LE CHATELIER و BRAUN وابستگی تعادل شیمیایی به عوامل مادی را توصیف نمی کند، به عنوان مثال. ب- غلظت مواد اولیه یا محصولات، اما از شرایط خارجی.
محدودیت های خارجی می تواند تغییرات دما یا فشار باشد.

توضیح پیامدهای تغییر فشار در یک سیستم تعادلی آسانتر است. اگر چه فشار در درجه اول فقط می تواند بر تعادل هایی تأثیر بگذارد که در آنها a تغییر حجم اتفاق می افتد، به طور دقیق، تمام تعادل های شیمیایی وابسته به فشار هستند. به این دلیل که هنگام تبدیل مواد اولیه، محصولات واکنش با چگالی های مختلف تشکیل می شود. و بنابراین حجم یک سیستم همیشه تغییر می کند، حتی اگر بسیار کم، زیرا جرم کل سیستم ثابت می ماند (قانون بقای جرم).

تاثیر فشار

فشار تنها زمانی که گازها درگیر هستند و حجم واکنش‌دهنده‌ها با حجم محصولات واکنش متفاوت است، تأثیر قابل‌توجهی بر واکنش‌های شیمیایی تعادلی دارد.

افزایش فشار باعث افزایش واکنش می شود که با کاهش حجم ادامه می یابد. کاهش فشار باعث افزایش واکنش می شود که با افزایش حجم ادامه می یابد.

مثال: سنتز آمونیاک (لطفا مراجعه کنید فرآیند HABER-BOSCH)

ن2 + 3 اچ2 ⇄ 2 NH3

در مقایسه با حجم مواد اولیه، تشکیل آمونیاک با کاهش حجم ادامه می یابد (شکل 1 را ببینید).
تعادل را می توان تحت فشار به سمت آمونیاک منتقل کرد.

اصل حداقل محدودیت را می توان با این واقعیت توضیح داد که سیستم با جابجایی به سمت محصولات با حجم کمتر از افزایش فشار جلوگیری می کند. با کاهش تعداد مولکول ها در فاز گاز، با تأثیر خارجی مقابله می کند.

به منظور ترویج واکنش معکوس، تجزیه آمونیاک، باید فشار را کاهش داد.

تاثیر دما

اساساً، اگر فشار خارجی با افزایش دما مشخص شود، تعادل به نفع یک واکنش گرماگیر تغییر می کند، به طوری که گرمای بیشتری توسط سیستم جذب می شود.
هنگامی که دما کاهش می یابد، واکنش گرمازا ترجیحا انجام می شود. هنگامی که دما کاهش می یابد، سیستم مواد جای خود را می دهد تا زمانی که دوباره تعادل برقرار شود.

اصل کمترین اجبار دوباره اعمال می‌شود، زیرا سیستم با کاهش پیامدهای اجبار از تغییر دوری می‌کند.
مثال:

نه2 + نه2 ⇄ ن2O4Δآراچ0= -59 کیلوژول بر مولرنگ قهوه ای          بی رنگ

که دی اکسید نیتروژن رنگ قهوه ای دارد، تتراکسید دیتروژن بی رنگ است. این واکنش در دمای اتاق گرمازا است.
اگر دمای سیستم افزایش یابد، با تشکیل دی اکسید نیتروژن بیشتر، رنگ مخلوط گاز قهوه ای تر می شود (شکل 1).

واکنش گرماگیر (در اینجا: تجزیه تتراکسید دیتروژن) انجام می شود. سیستم با استفاده از انرژی افزایش دما برای تجزیه اکسید نیتروژن از محدودیت فرار می کند.

برعکس، مخلوط گاز به آرامی با کاهش دما تغییر رنگ می دهد. تخریب توسط انرژی حرارتی آزاد شده در تشکیل تترااکسید دیتروژن خنثی می شود.

تغییرات دمایی هدفمند نیز می تواند تعادل شیمیایی را تغییر دهد و حتی واکنش های شیمیایی را وادار کند.

اگر بتوان یافته های قانون کنش جمعی را در ملاحظات لحاظ کرد، می توان خلاصه کرد:
در بسیاری از واکنش ها، بازده ماده را می توان تا حد زیادی تحت تأثیر تغییر فشار، دما و غلظت مواد اولیه یا محصولات قرار داد.

تحت تاثیر تمرکز

با تغییر غلظت مواد اولیه یا محصولات واکنش، بازده همچنین بر یک واکنش شیمیایی تأثیر می گذارد. با این حال، این موقعیت تعادل را تغییر نمی دهد، زیرا ثابت تعادل است ک بدون تغییر می ماند در نتیجه عملکرد افزایش می یابد، به طوری که تعادل به هم می خورد و سعی می شود از این محدودیت خارجی اجتناب شود. بنابراین افزایش غلظت یک ماده به نفع واکنشی است که در آن این ماده مصرف می شود. اگر غلظت یک ماده را کاهش دهید، به عنوان مثال. ب- با حذف از سیستم، واکنشی که در آن این ماده تشکیل می شود، مساعد می شود.

به عنوان مثال، تعادل حلالیت کلرید نقره را در نظر بگیرید:

اگر غلظت یون های کلرید در محلول AgCl اشباع شده با افزودن محلول KCl افزایش یابد، تعادل از این محدودیت جلوگیری می کند. با مصرف یون های کلرید، کلرید نقره رسوب می کند و

Ag +   – غلظت یون– و در نتیجه حلالیت نمک – کاهش می یابد. همین اثر با افزایش غلظت دیگر “محصول واکنش” مشاهده می شود

Ag +   -یون هامرتفع در این مورد حلالیت کلرید نقره با آن مطابقت دارد

کلاس   –   –   غلظت یون.
افزایش غلظت یک نوع یون با افزودن همان یون منجر به کاهش حلالیت نمک می شود زیرا محصول حلالیت ثابت می ماند.

تعادل های جفت شده

حلالیت مواد را می توان با افزودن اسیدها یا عوامل کمپلکس کننده تحت تأثیر قرار داد. در هر دو مورد، علاوه بر تعادل حلالیت، تعادل شیمیایی دیگری نیز وجود دارد و یکی از تعادل های جفت شده صحبت می کند.
بسیاری از نمک های کم محلول را می توان با افزودن اسیدها یا بازها حل کرد. دلیل آن این است که یک نوع یون از تعادل حلالیت نیز در تعادل اسید و باز نقش دارد.
سولفیدهای کم محلول نمک های اسید هیدروژن سولفید ضعیف هستند. اگر می خواهید سولفید آهن را با افزودن اسید حل کنید، تعادل های زیر وجود دارد.

FeS(ها) ⇄ پا2+(ق) + اس2-(ق) کL = ج(Fe2+) · ج(پ2-)اس2-(ق) + 2 اچ3O+(ق) ⇄ اچ2اس(ق) + 2 اچ2O(ل)ک(H2س) = ج(H2س)ج(پ2-) · ج2(H3O+)

ثابت تعادل پروتولیز از

اس 2-   -یون هاحاصل از دو ثابت اسیدی اسید دوبازیک است

اچ 2 س:

K(H2س) = 1کS1 · کS2

با افزودن اسید،

اچ 3 O +   – غلظت هادر تعادل اسید و باز افزایش یافت و در نتیجه سولفید هیدروژن بیشتری تشکیل شد. برای این منظور یون های سولفید از تعادل حلالیت خارج می شوند. اینها باید با حل کردن سولفید آهن تکثیر شوند. از آنجا که سولفید هیدروژن یک اسید ضعیف است، تعادل اسید و باز به خوبی در کنار سولفید هیدروژن است و سولفید آهن در سطوح بالایی قرار دارد.

اچ 3 O +   – غلظت هاکاملا حل شد
به همین ترتیب، حلالیت یک نمک کم محلول را نیز می توان با افزودن عوامل کمپلکس کننده به میزان قابل توجهی افزایش داد. در این حالت، تعادل حلالیت با تعادل تشکیل پیچیده همراه است.

هالیدهای نقره به طور متفاوتی در آمونیاک محلول هستند، زیرا محصولات حلالیت با چندین مرتبه قدر متفاوت هستند. این واقعیت در تشخیص کیفی یون های هالید استفاده می شود.

به این صورت است که رسوب کلرید نقره در آب آمونیاک حل می شود و کمپلکس دی آمین نقره محلول را تشکیل می دهد:

  AgCl(ها) ⇄ Ag+(ق) + کلاس –(ق)Ag+(ق) + 2 NH3 (ق) ⇄ [Ag(NH3)2]+(ق)

تعادل حلالیت کلرید نقره است

Ag +   -یون هاتوسط تشکیل کمپلکس حذف می شود. اینها با حل کردن رسوب جامد تا زمانی که رسوب به طور کامل ناپدید شود یا محصول حلالیت دوباره به دست آید، تکثیر می شوند. در حالی که خودش در یک لیتر آب فقط

10   -5 مولکلرید نقره را حل کنید، 0.16 مول از نمک در یک لیتر محلول آمونیاک 4 مولار حل می شود.