Concetti Chiave
- La legge di azione di massa stabilisce che a temperatura costante, il rapporto tra le concentrazioni dei prodotti e dei reagenti in una reazione all'equilibrio è costante.
- Per una reazione generica di equilibrio, la costante di equilibrio Kc è determinata dal rapporto delle concentrazioni molari dei prodotti e dei reagenti, ciascuna elevata al proprio coefficiente stechiometrico.
- L'equilibrio dinamico si verifica quando la formazione di prodotti e la riconversione in reagenti avvengono alla stessa velocità, e la costante di equilibrio è un indicatore di questo stato.
- La costante di equilibrio Kc è fondamentale per gestire le reazioni chimiche a fini industriali, consentendo di massimizzare la produzione di prodotti.
- In reazioni gassose, la costante di equilibrio può essere espressa in termini di pressioni parziali, nota come Kp, che segue un'analoga formula rispetto a Kc.
Legge d'azione di massa
La legge di azione di massa dice che a una data temperatura, in una reazione chimica all'equilibrio, il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni dei prodotti elevate al proprio coefficiente stechiometrico e il prodotto delle concentrazioni dei reagenti elevate al proprio coefficiente stechiometrico, è un valore costante.A temperatura costante, per una generica reazione di equilibrio αA+ βB↔γC+δD, è costante il rapporto seguente:
Kc=([〖C]〗^γ 〖[D]〗^δ)/([〖A]〗^α [〖B]〗^β )
Dove Kc è la costante di equilibrio riferita alle concentrazioni, [A] ecc… sono le concentrazioni molari, e α, β, γ, δ i coefficienti stechiometrici.
La costante di equilibrio misura, per l’appunto, l’equilibrio in una reazione che non si svolge completamente, cioè una reazione in cui in un certo momento si raggiunge l’equilibrio dinamico. L’equilibrio dinamico è quel momento in cui una quantità di reagenti diventa prodotti e la stessa quantità di prodotti ritorna ad essere reagenti. La costante di equilibrio può essere utile per governare una reazione a fini industriali al fine di ottenere molti più prodotti.
Esempio:
H2O + CH4 ↔CO + 3H2 allora: Kc=([〖CO]〗^1 〖[H_2]〗^3)/([〖H_2 O]〗^1 [〖CH_4]〗^1 )
Se la reazione avviene in fase gassosa, la costante di equilibrio può essere espressa in termini di pressioni parziali anziché concentrazioni molari. La costante che si ottiene è detta Kp ed ha la seguente espressione:
Kp=(〖Pc〗^γ 〖Pd〗^δ)/(〖Pa〗^α 〖Pb〗^β )
Dove P sono le pressioni parziali dei gas (reagenti e prodotti), i restanti dati sono gli stessi descritti in precedenza.
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