Chimica generale e inorganica - l'equilibrio chimico

Capitolo 10: L'equilibrio chimico

Reazioni omogenee ed eterogenee

La generica reazione aA + bB ⇌ cC + dD che è una reazione all’equilibrio, è definita omogenea se tutti i suoi componenti si trovano nella stessa fase. Viceversa, una reazione composta da fasi diverse è detta eterogenea.

Definizione di equilibrio chimico

Diremo che una reazione è all’equilibrio quando accadono quattro eventi: pressione e temperatura non variano, ΔG = 0 e le pressioni o concentrazioni dei reagenti restano costanti. Tale equilibrio non deve essere inteso come un equilibrio statico ma dinamico; infatti, vi è un continuo movimento di reagenti in prodotti e viceversa alle stesse velocità e con lo stesso contenuto di materia in gioco.

Costante di equilibrio

Poiché è una reazione all’equilibrio, è necessario calcolare la sua costante o in funzione delle pressioni parziali o delle concentrazioni. Tale costante sarà proporzionale alla temperatura. K ci fornisce numerose informazioni circa la reazione stessa; ad esempio, se è >1 saranno favoriti i prodotti e viceversa, se K=1 non saranno favoriti entrambi. Inoltre, per conoscere il verso di una reazione basta vedere la relazione che esiste tra Q e K. Se Q > K, allora la reazione sarà verso sinistra favorendo i reagenti, se Q < K la reazione sarà verso destra e saranno favoriti i prodotti; se invece Q = K, la reazione sarà all’equilibrio.

Equazione dei gas perfetti

Ora, poiché per i gas vale l’equazione dei gas perfetti, avremo che: σ = numero totale di moli a sinistra meno numero totale di moli a destra.

Fattori che influenzano l'equilibrio

Quando un sistema ha raggiunto il suo stato di equilibrio, possono intervenire fattori esterni a modificare tale equilibrio, ma sarà sempre il sistema a operare delle modificazioni interne così da non perdere lo stato di equilibrio raggiunto. I fattori che possono influenzare l’equilibrio sono: variazione di concentrazione, temperatura, pressione.

Principio dell'equilibrio mobile di Le Chatelier

A questo proposito fu introdotto il principio dell’equilibrio mobile o di Le Chatelier, che dice che un sistema all’equilibrio che viene perturbato dall’esterno con variazioni di concentrazione, pressione o temperatura tende a opporsi in tutti i modi per ostacolare il venir meno dell’equilibrio.

Se abbiamo variazione di concentrazione abbiamo due...