Equilibrio chimico
Esistono diversi tipi di reazione quelle reversibili e irreversibili
Le reazioni irreversibili sono quelle che possono avvenire in entrambe le direzioni ( reagenti prodotti – prodotti reagenti ) e sono sempre incomplete.
La reazione diretta ( reagenti prodotti ) è più veloce perchè sono maggiori gli urti efficaci, quando poi iniziano le reazioni indirette ( prodotti reagenti ) la velocità diminuisce, perchè la concentrazione dei reagenti diminuisce. Quando le velocità si equivalgono possiamo dire che la reazione è in equilibrio dinamico, ossia è ferma.
In questi istanti di equilibrio dinamico si può calcolare una costante detta Kc o costante di equilibirio.
Quindi possiamo dire che la formula generale di Kc è:
Come si vede dall’immagine le due reazioni diretta e inversa partono da punti diversi, ma alla fine si trovano nello stesso punto e continuano costantemente ( Kc) con l’equilibrio.
L’unità di misura di Kc è (mol/L)^Dn Dn è la differenza tra le moli totali dei prodotti e reagenti
La legge di Guldeberg dice : in un sistema chimico in equilibrio, a una data temperatura costante, il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni dei prodotti della reazione, elevate al loro coefficiente stechiometrico, e il prodotto delle concentrazioni molari dei reagenti, elevate al proprio coefficiente stechiometrico è costante ( Eccola formula a parole 😀 )
Un principio molto importante per l’equilibrio è quello di Le Chatelier.
Sappiamo che l’equilibrio è influenzato da fattori esterni quali : temperatura, pressione e concentrazione. Con questo principio si viene a conoscenza del fatto che con queste tre componenti usate una alla volta si può spostare l’equilibrio da una delle due parti ( reagenti o prodotti )
Enunciato : quando un equilibrio viene in qualche modo disturbato dall’esterno ( pressione o temperatura) il sistema reagisce in modo da annullar il disturbo e ristabilire l’equilibrio.
Un esempio pratico è il materasso, se ci sdraiamo il sistema reagisce all’aumento della massa schiacciandosi.
- la concentrazione:
prendendo in considerazione la stessa reazione di prima H2+I2 ↔ 2HI calcoliamo Kc=54,4 ( valore dato per vero per l’esercizio)
analizziamo i casi
-sottraendo molecole di HI ossia di prodotti il numeratore a mano mano che si formano i prodotti diminuisce, il sistema quindi per Le Chatelier reagisce mantenendo costante Kc, consumando ancora più reagenti per produrre più prodotti. L’equilibrio si sposta verso destra.
–aggiungendo H2 o I2 ossia i reagenti il denominatore aumenta, quindi aumentano i prodotti per consumare i reagenti. L’equilibrio si sposta verso destra
–aggiungendo HI ossia i prodotti la reazione favorita è quella inversa, cioè la riproduzione di reagenti. L’equilibrio si sposta verso sinistra
- la pressione: (esempio con N2+3H2 ↔ 2NH questa perchè sono tutti gas)
–comprimendo si favorisce la produzione di prodotti. L’equilibrio si sposta verso destra
-decomprimendo aumenta il volume, quindi si favorisce la reazione inversa. L’equilibrio si sposta verso sinistra
Questo perchè nei reagenti abbiamo 3 moli complessive, nei prodotti solo 2. Se ci fosse stato
2HI ↔ H2+I2 le moli sarebbero uguali, quindi la pressione non modifica nulla.
In pratica se comprimo si sposta verso la parte che ha più moli, se decomprimo verso quella che ne ha meno 😀
- la temperatura: se cambia la temperatura come abbiamo detto prima cambia anche Keq. Però molte reazioni sono endotermiche ( assorbono calore) o esotermiche( lo producono)
se prendiamo il caso di N204 ↔ 2NO2 la reazione diretta è endotermica, l’inversa è esotermica. Un aumento della temperatura favorisce la diretta, una diminuzione favorisce l’inversa.
ATTENZIONE!! Molte reazioni non sono omogenee ( quindi tutte gas) in questo caso per la pressione bisogna eliminare ( non contare ) le moli delle molecole che sono in fase diversa da quella gassosa. Per calcolare Kc quindi non si tengono in considerazione gas e solidi
Esperia 