안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
르샤틀리에 원리는 외부의 자극을 줄이려는 방향으로 화학 반응의 평형 상태가 이동한다는 법칙입니다. 화학 평형 상태에 있는 계에 농도, 압력, 온도 같은 변화를 주면 계는 그 변화를 상쇄하는 쪽으로 움직여 새로운 평형에 도달합니다. 외부에서 가해진 자극에 반발하여 원래의 안정적인 상태를 유지하려는 자연스러운 성질로 이해할 수 있습니다.
온도 변화가 평형에 미치는 영향은 해당 반응이 열을 방출하는 발열 반응인지, 열을 흡수하는 흡열 반응인지에 따라 다르게 나타납니다. 온도를 높이면 계는 온도를 낮추기 위해 열을 흡수하는 흡열 반응 방향으로 평형을 이동시킵니다. 반대로 온도를 낮추면 계는 부족해진 열을 보충하기 위해 열을 방출하는 발열 반응 방향으로 평형을 이동시킵니다.
이를 구체적인 경우에 대입해 보면, 발열 반응에서는 반응이 일어날 때 열이 발생하므로 외부에서 온도를 높였을 때 평형이 거꾸로 반응물 쪽으로 돌아가는 역반응 방향으로 이동합니다. 오히려 온도를 낮춰주어야 부족한 열을 만들려고 정반응이 진행되어 생성물이 늘어납니다. 반면 흡열 반응은 열을 흡수해야 반응이 가므로 온도를 높여주면 열을 소비하기 위해 정반응 방향으로 평형이 이동하여 생성물이 많아집니다. 이처럼 르샤틀리에 원리는 온도가 올라가면 흡열 쪽으로, 내려가면 발열 쪽으로 평형이 이동한다는 일반적인 규칙을 보여줍니다.