勒·夏特列原理(Le Chatelier's principle)是由法国物理化学家亨利·路易斯·勒·夏特列(Henri Louis Le Chatelier, 1856-1936)于1884年首次提出的。[3][4]勒·夏特列原理是指改变平衡体系的反应条件之一,平衡就会向减弱这个改变的方向移动。[5]因平衡被破坏而引起的浓度变化过程称为平衡的转移或移动,产物浓度增加时为平衡向右移动(正向移动),反应物浓度增加时为平衡向左移动(逆向移动)。[6]化学平衡可因外界条件的改变而受影响 ,如浓度、压力、温度和惰性气体,但不受催化剂的影响。[5][6][7]勒·夏特列原理是一个定性的、广泛的,具有指导意义的原则,是解释所有的动态平衡的普适原理。但勒·夏特列原理只能应用于已达到平衡的体系,而不适用于尚未达到平衡的体系;[5][8][9]只适用于改变一个反应条件时平衡移动的判断,若有两个或多个条件的改变则不适用。[10]勒·夏特列原理的内容作为很多研究领域的共性问题,其应用不仅仅限于化学,也扩展到了其他领域,从生化到食品学、地质学、医学领域都有相应的应用。[3][11][12]
发展历程
关于化学平衡问题的研究在历史上拥有众多的讨论。中国明代学者宋应星所著《天工开物》中关于炼锌的描述提到:降低坩[gān]埚上部的温度,使产生的蒸气在顶部析出,降低锌蒸气的分压;再加入多量的煤,使产生的二氧化碳再被还原为一氧化碳,这样便能冶炼出更多的锌。[2] 1799年,法国化学家克劳德·路易·贝托莱(Claude Louis Berthollet)提出了“质量效应”,并在1801年发表了题为《亲和力定律》的论文。他认为物质之间的作用力除了与物质的本性有关外,还和作用物浓度有关,并提出了可逆反应和化学平衡的概念。[2] 1850年,德国物理学家威廉密(Wilhelmi)采用旋光仪研究了蔗糖的水解反应,发现酸量、糖量和温度对反应速度均有影响,并提出了动态平衡的概念。同年,英国化学家亚历山大·威廉·威廉姆逊(Alexander William Williamson)明确指出了化学平衡的动态特征,即化学平衡是两种相反的反应以相同的反应速度进行的结果。[2]