Concetti Chiave
- Il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni dei prodotti e quello dei reagenti è costante e definisce la legge delle azioni di massa.
- Per studiare un equilibrio chimico, è necessario considerare le moli iniziali, quelle consumate, quelle formate e quelle all'equilibrio.
- Le reazioni chimiche reversibili mostrano che la velocità del processo in avanti è uguale a quella del processo inverso all'equilibrio.
- Nel caso della decomposizione di HI, le pressioni parziali all'equilibrio si calcolano utilizzando la costante Kv e le pressioni delle specie coinvolte.
- Le concentrazioni possono essere sostituite dalle pressioni nei calcoli quando si tratta di gas in equilibrio chimico.
Il rapporto fra il prodotto delle concentrazioni dei prodotti elevato ciascuno per il proprio coefficiente stechiometrico , è il prodotto delle concentrazioni dei reagenti, elevati ciascuno per il proprio coefficiente stechiometrico è costante
aA + Bb = cC + dD
il rapporto fra il prodotto delle concentrazioni dei prodotti :
K(costante)= [C]c * [D]d
—————
[C]A * [ B ]b
Legge delle azioni di massa o legge di Guldberg Wooge (Vaghe)
Equilibrio chimico e moli
Studiare un equilibrio significa scansionare quattro momenti:
primo momento: le moli iniziali (le quantità dei reagenti);
secondo momento: moli consumate. Le moli consumate riguardano le moli iniziali e le moli finali;
Terzo momento: moli formate;
quarto momento: moli all’equilibrio (riguardano sia i reagenti che i prodotti).
CO2+H2 —— CO+H2O (moli all’equilibrio)
Moli iniziali
concentrazioni di CO2 -x
concentrazione di H2 -x
Moli formate
- - + +
x = 0,50
0,50 * 0,50
0,20(concentrazione H2)-0,50
H2+I2 —— 2HI (reazione reversibile)
reazione reversibile: evolve da destra verso sinistra e da sinistra verso destra
un equilibrio è una reazione in cui v1 (velocità del processo che va da sinistra a destra) è uguale a v2 (velocità del processo che va da destra a sinistra).
Moli iniziali
H2: 1,0
I2: 1,0
2HI: -
Moli consumate
H2: -x
I2: -x
2HI: -
Moli Formate
H2: -
I2: -
2HI: 2x
Moli all’equilibrio
H2: 1,0-x
I2: 1,0-x
2HI: 2x
H2: 0,221 = 1,0-x
I2: 0,221 = 1,0-x
2HI: 2x=1,558
x = 1,0-0,221=0,779
2HI = 1,558*2^
kc = 49
Problema
Problema di decomposizione del HI
In un reattore in cui sia stato introdotto HI allo stato gassoso alla pressione di 8,2 atm, si stabilisce l’equilibrio di decomposizione:
HI —— H2+I2
Alla temperatura alla quale viene condotta l’esperienza, Kv è uguale a 2,04*10*-2. Calcolare le pressioni parziali di tutte le specie all’equilibrio.
Hi —— H2+I2
È inutile dire che con i gas, anziché le concentrazioni, utilizziamo le pressioni.
2HI - 2x
8,2
pH2*pI2/p HI 2^
2,04 *10*-2 = x * x / 8,2-x)2^ = rad. quadr. x2^ / rad. quard 8,2-x2^
1,4*10*-2=x/8,2-2x
Domande da interrogazione
- Qual è la legge che descrive il rapporto tra le concentrazioni dei prodotti e dei reagenti in equilibrio chimico?
- Quali sono i quattro momenti da considerare nello studio di un equilibrio chimico?
- Come si calcolano le pressioni parziali delle specie all'equilibrio in una reazione gassosa?
La legge delle azioni di massa, o legge di Guldberg-Waage, afferma che il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni dei prodotti elevato ai propri coefficienti stechiometrici è costante e uguale al prodotto delle concentrazioni dei reagenti elevato ai propri coefficienti stechiometrici (K = [C]c * [D]d / [A]a * [B]b).
I quattro momenti da considerare sono: 1) le moli iniziali dei reagenti, 2) le moli consumate, 3) le moli formate, e 4) le moli all’equilibrio, che riguardano sia i reagenti che i prodotti.
Per calcolare le pressioni parziali all'equilibrio, si utilizza la relazione tra le pressioni e la costante di equilibrio (Kv). Ad esempio, per la decomposizione di HI, si stabilisce l'equilibrio e si applica la formula Kv = pH2 * pI2 / pHI^2, risolvendo per le pressioni parziali delle specie coinvolte.
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