Riassunto esame Chimica generale e inorganica, Prof. Motta Alessandro, libro consigliato Chimica un approccio molecolare, Tro

Una reazione raggiunge l'equilibrio dinamico quando la velocità della reazione diretta eguaglia la velocità della reazione inversa.

L'equilibrio è detto dinamico perché entrambe le reazioni continuano ad avvenire, ma con la stessa velocità.

Prodotti e reagenti NON sono presenti all'equilibrio in concentrazioni uguali tra loro.

(esempio della migrazione dal paese A al paese B e viceversa)

le concentrazioni sono COSTANTI e possono essere calcolate misurando la costante di equilibrio (K)

Il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni all'equilibrio dei prodotti di reazione e il prodotto delle concentrazioni all'equilibrio dei reagenti, ognuno elevato ad un esponente pari al proprio coefficiente stechiometrico.

aA + bB ⇌ cC + dD

K = ^{[C]c [D]d}/_{[A]^a [B]^b}

legge di azione di massa

ES:

2 N₂O₅ (g) ⇌ 4 NO₂(g) + O₂(g)

K = ^{[NO₂]4 [O₂]}/_[N2O5]²

Una reazione raggiunge l'equilibrio dinamico quando la velocità della reazione diretta eguaglia la velocità della reazione inversa.

L'equilibrio é detto dinamico perché entrambe le reazioni continuano ad avvenire, ma con la stessa velocità.

Prodotti e reagenti NON sono presenti all'equilibrio in concentrazioni uguali tra loro.

le concentrazioni sono COSTANTI e possono essere calcolate misurando la costante di equilibrio (K)

Il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni all'equilibrio dei prodotti di reazione e il prodotto delle concentrazioni all'equilibrio dei reagenti, ognuno elevato ad un esponente pari al proprio coefficiente stechiometrico.

aA + bB ⇌ cC + dD

K = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b

legge di azione di massa

ES:

2 N₂O₅ (g) ⇌ 4 NO₂ (g) + O₂ (g)

K = \(\frac{[NO_2]^4 [O_2]}{[N_2O_5]^2}\)

Se K è grande è favorita la reazione diretta

Se K è piccolo è favorita la reazione inversa

Se K = 1 Nessuna reazione è particolarmente favorita, la reazione continua finquando le concentrazioni dei reagenti sono ridotte quasi a metà.

È possibile esprimere la costante di equilibrio in termini di pressioni parziali in quanto, per le reazioni gassose, la p.p. di ogni singolo componente è proporzionale alla sua concentrazione.

2 SO₃ (g) ⇌ 2SO₂ (g) + O₂ (g)

K_c = [SO₂]² [O₂] ──────────── [SO₃]²

K_p = [P_SO2]² P_O2 ─────────────── [P_SO3]² valore di K_p ≠ K_c

Relazione:

Concentrazione molare di A = ^n_A/_V

P_AV = n_ART → P_A = ^n_ART/_V

P_A = ART

aA + bB → cC + dD

K_C = ^{[C]c [D]d}/_{[A]^a [B]^b} ⇔ ^{(P_C/_RT)c (P_D/_RT)d}/_{(^PA/RT)^a (^PB/RT)^b} ⇔

K_P = K_C (RT)^Δn

Se il numero delle moli non cambia (Δn = 0) K_P = K_C.

REAZIONI CHE COINVOLGONO SOLIDI e LIQUIDI

2 CO (g) ⇔ CO₂(g) + C (s)

K_C = ^{[CO₂] [C]}/_[CO]² = SBAGLIATA!

I solidi non cambiano la loro concentrazione → i solidi puri (s) non sono inclusi nella equazione della costante di equilibrio.

K_C = ^[CO₂]/_[CO]²

la stessa regola vale per i liquidi puri (l)

Quoziente di Reazione (Q_c)

È il rapporto, in qualsiasi momento della reazione, tra il prodotto delle concentrazioni dei prodotti di reazione, ognuna elevata al proprio coefficiente stechiometrico, ed il prodotto delle concentrazioni dei reagenti anch’esse elevate al proprio coefficiente stechiometrico.

N.B. Per i gas il quoziente di reazione (Q_p), può essere calcolato sostituendo le concentrazioni con le pressioni parziali:

Q_c = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b

Q_p = (P_C)^c (P_D)^d / (P_A)^a (P_B)^b

K_c ≠ Q_c ad una data temperatura il valore di K_c dipende dai valori delle concentrazioni alll'equilibrio

Q < K la reazione procede verso destra (A→B)

Q > K la reazione procede verso sinistra (A←B)

Q = K la reazione è all’equilibrio

Principio di Le Châtelier

Quando un sistema chimico all’equilibrio viene disturbato, il sistema si sposta nella direzione in cui l’effetto dovuto al “disturbo” viene minimizzato.

Equilibrio al variare del volume

meno molecole stanno meglio in poco volume

N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃

Se si verifica una diminuzione del volume la reazione si sposta a destra

4 ⟶ 2

il volume è inversamente proporzionale alla pressione ⟹ aumento la pressione,diminuisce il volume

Equilibrio al variare della temperatura

Reazione esotermica

• N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃ + calore         K <
• N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃ - calore         K >

Reazione endotermica

• N₂O₄ + calore ⇌ 2 NO₂         K >
• N₂O₄ - calore ⇌ 2 NO₂         K <