Chimica - equilibrio chimico

Equilibrio chimico

Reazioni all'equilibrio

In alcune reazioni i prodotti aumentano fino ad un certo punto e poi raggiungono – concentrazioni stabili; analogamente un liquido in un recipiente chiuso evapora fino a raggiungere un equilibrio; – => equilibrio dinamico: le reazioni continuano in entrambe le direzioni.

– Es: sintesi dell'ammoniaca: la concentrazione molare dei reagenti tende a ridursi, alla – fine si ha una situazione stazionaria.

Nella maggior parte dei processi vi è una fase cinetica, in cui cambia la concentrazione dei – reagenti e aumenta quella dei prodotti, ed una fase stabile, in cui le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti non variano.

Due grafici della trasformazione del biossido d'azoto in tetrossido d'azoto dimostrano – che, a prescindere dalla concentrazione iniziale, le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti alla fine del processo sono costanti (senza cambiare temperatura e pressione).

L'equilibrio è una caratteristica determinata da un particolare ambiente. In un ambiente – definito le concentrazioni sono costanti.

Legge di azione di massa

Costante di equilibrio

Costante di equilibrio K: rapporto tra il prodotto delle concentrazioni – molari dei prodotti e il prodotto delle concentrazioni molari dei reagenti.

Dà informazioni su come evolve la reazione:

• Quanti prodotti possiamo ottenere a partire da reagenti;
• Informazioni termodinamiche della reazione;

La costante di equilibrio (attività) nei gas tiene conto del rapporto tra la pressione parziale – del gas e la pressione standard (1 atm); nelle soluzioni l'attività corrisponde al rapporto tra la concentrazione molare e la – molarità standard (1 mol/1 L); per i solidi e i liquidi l'attività è sempre uguale a 1.

Legge di azione di massa

Ogni reazione possiede una costante di equilibrio che dipende soltanto dalla temperatura; – le dimensioni di K variano con la stechiometria della reazione;

• Se le moli dei reagenti sono uguali a quelle dei prodotti K è un numero puro;
• Se K > 1 sono favoriti i prodotti;
• Se K < 1 sono favoriti i reagenti;

Quoziente di reazione

Data una reazione aA+bB <=> cC+dD si può calcolare il quoziente di reazione (le concentrazioni non sono necessariamente all'equilibrio) Q (si calcola come la K):

• Se Q < K => i reagenti si trasformano in prodotti;
• Se Q = K => il sistema è all'equilibrio;
• Se Q > K => i prodotti si trasformano in reagenti;