勒沙特列原理Le Chatelier Principle

化學原理啟迪151

1.      了解控制化學平衡的因素十分重要。舉例來說，在化學工廠，負責生產化學品的化學家與化學工程師，會選擇比較有利於生產產品的條件來進行化學反應。換句話說，他們要讓平衡位置盡量往右移。

2.      當哈柏Fritz Haber，研發出合成氨的方法，他做了許多實驗，研究溫度與壓力如何影響氨的平衡濃度。

3.      在各種不同溫度與壓力的運作下，化學平衡時，「氨NH3」占「N2、H2、NH3混合氣體」的質量比例。

		總  壓  力
溫度(℃)	300 atm	400 atm	500 atm
400	48% NH3	55% NH3	61% NH3
500	26% NH3	32% NH3	38% NH3
600	13% NH3	17% NH3	21% NH3

4.      特別留意，隨著壓力增加，氨的平衡數量增加，但是隨著溫度升高，氨的數量減少。因為最能夠製造出大量氨的平衡條件是，低溫與高壓的環境。

5.      但是，問題並沒有這樣結束。在低溫下進行化學實驗並不理想，因為這樣一來反應速度就太慢。

6.      雖然低溫可以讓平衡位置往右移，製造較多的產物，但是，低溫會使得達到化學平衡的速度太慢，不切實際。

7.      這個觀察到的現象再次證明，在我們了解控制化學反應的因素之前，應該好好研究化學反應的熱力學與動力學。

8.      勒沙特列原理Le Chatelier’s principle，讓我們可以清楚計算並預測，一個平衡的系統的濃度、溫度、壓力改變，會產生什麼效果。

9.      勒沙特列原理主張，在平衡狀態下的系統，如果有一個條件改變了，平衡位置將會往抵消這個改變條件的方向移動。

10.  雖然勒沙特列在1884年提出的原則有點簡化了情況，但是，確實一語道破化學反應的真實情況。

n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl《Chemical Principles》

徐弘毅：

1.      「最能夠製造出大量氨的平衡條件是，低溫與高壓的環境」。一般人認為的「低溫」是什麼意思？比室溫低、讓人感覺到冷的溫度，可能是15℃以下的溫度。

2.      合成氨的實驗所比較的三個溫度400℃、500℃、600℃，是一般人感覺的「極高溫」，但是課本認為400℃證明氨在「低溫」的環境產量較高，這就是科學與社會大眾產生溝通障礙的地方，也是造成某些學生學習障礙的原因。為什麼會發生這種問題？

3.      因為所有教科學的學者，都是從小擅長科學，成長過程不斷地跟科學界的人合作、研究數十年，變成學者之後，教育的對象也都是各種科學天才，並不是在這方面不擅長的人。

4.      而在商業、媒體、政治方面有專長的人，比較懂各族群的意識型態，但是不願意學第二專長，過慣安逸的日子，不願意挑戰自己的無知。所以，科學與人文很難交流。

5.      如果「控制化學反應的因素之前，應該好好研究化學反應的熱力學與動力學。」那為什麼控制群眾反應的政治人物，不用先好好研究社會學與教育學？

6.      為什麼推動國家經濟政策的官員與學者，不用先好好研究環保與醫療？為什麼教育社會大眾媒體主管與傳播學者不用先好好研究科學與憲法？

7.      沒有為什麼，權力慾望失控，金錢慾望、想要人們崇拜的慾望太強烈，過慣原本的生活，不要再進步、太累了、壓力太大了，仗勢欺人的感覺很快樂，跟著感覺走就好了，不要給自己找麻煩。

8.      勒沙特列原理主張，在平衡狀態下的系統，如果有一個條件改變了，平衡位置將會往抵消這個改變條件的方向移動。

9.      以合成氨的反應來說：N2+3H2→2NH3 增加氮氣N2，就會產生氨氣NH3，這是因為系統為了抵銷「氮氣」增加的壓力，而增加「氨氣」。

10.  社會大眾與權貴階層的互動，就像「反應物」與「產物」。

11.  權貴如果喜歡打口水戰、派系分贓、搞權謀詭計，整天想A錢拚經濟、造神，社會大眾無法像權貴這樣，獲得這麼大的權力與財富，十分自卑，壓力很大，他們會如何來減輕壓力？

12.  整天吵架冤家、抱怨，變得迷信，和死黨互相取暖，喜歡詐騙獲得利益、好賭，上夜店或酒店，做出各種暴力失控的行為，來發洩舒緩自己的壓力。

13.  權貴如果好學，追求頂尖的雙專長，有藝術、體育的技能，非常堅持社會正義；在政府部門做事的權貴，要求所有公務員的行政效率通過國際ISO認證；大學校長權貴，要求所有學者都寫國際學術論文或國際級教科書；立法與司法權貴，要求台灣的憲法與人權保障超越德國，社會大眾會如何？

14.  他們的壓力會變得更大，一開始可能會不適應，但最後不得不面對現實，面對自己的無知，然後，變得沈默、冷靜、自制。

15.  他們會不得不增加一點自己的知識，努力考證照、進修，努力練習樂器、運動技能，積極參加各種環保、人權社團組織，服務社會。即使自己做不到「好學」，也會要求小孩「好學」，用這些方法來減輕壓力。

16.  如果權貴擺爛怎麼辦？當然就是社會大眾自己要成為大師，努力地學習二個頂尖的專長，擁有體育、藝術技能。

17.  社會大眾鍛鍊的學識修養，要高到讓權貴感到羞恥，不得不屈服，陷入沈默螺旋中，然後，看權貴們是要收斂言行向社會大眾學習，或是放任慾望繼續失控，讓壓力不斷變大，惡化成癌細胞。

18.  雖然勒沙特列在1884年提出的原則有點簡化了情況，但是，確實一語道破化學反應的真實情況。