Ảnh hưởng của nhiệt độ — N₂O₄ ⇌ 2NO₂ (thí nghiệm cổ điển)
Kéo ống nghiệm khí NO₂/N₂O₄ giữa cốc nước đá, nhiệt độ phòng và nước nóng để quan sát màu nhạt ⇌ nâu đậm: đun nóng làm cân bằng dịch theo chiều thuận (thu nhiệt) tạo thêm NO₂, làm lạnh dịch theo chiều nghịch tạo thêm N₂O₄ (nguyên lí Le Chatelier).
Hóa học 11 · Cân bằng hóa học
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng
N₂O₄ (không màu) ⇌ 2NO₂ (nâu đỏ) · ΔH = +57,2 kJ/mol
NO₂ (nâu đỏ)N₂O₄ (không màu)
Nước đá / Ice water · 0 °C
Nhiệt độ phòng / Room temp · 25 °C
Nước nóng / Hot water · 75 °C
Ống nghiệm
Nhiệt độ phòng25 °C
NO₂ 6NO₂ : N₂O₄ = 6 : 10N₂O₄ 10
Độ nâu
38%
Đã đạt cân bằng
Kéo ống nghiệm thả vào một bình chứa khác để xem màu thay đổi dần theo nhiệt độ.
Kết luận — So sánh
Làm lạnh → cân bằng dịch theo chiều nghịch (tỏa nhiệt) → tạo thêm N₂O₄ → màu nhạt hơn.
Đun nóng → cân bằng dịch theo chiều thuận (thu nhiệt) → tạo thêm NO₂ → màu đậm hơn.
Vì phản ứng thuận N₂O₄ → 2NO₂ thu nhiệt (ΔH > 0), nhiệt độ quyết định vị trí cân bằng — đúng nguyên lí Le Chatelier. Nhiệt độ cao còn làm cân bằng được thiết lập nhanh hơn (thả vào cốc nóng đạt cân bằng sớm hơn thả vào cốc lạnh).
Ghi chú sư phạm
Ống nghiệm chứa cùng một hỗn hợp khí, cùng lượng chất trong suốt thí nghiệm — chỉ có nhiệt độ thay đổi. Vì vậy màu sắc đổi dần khi di chuyển ống giữa các trạm tự nó chứng minh nhiệt độ làm dịch chuyển vị trí cân bằng, và quá trình là thuận nghịch hoàn toàn.