Chimica generale - l'equilibrio chimico

Equilibrio chimico

Equilibrio chimico: un equilibrio dinamico

Le reazioni chimiche che avvengono in entrambe le direzioni, reagenti e prodotti, sono dette reversibili (una doppia freccia):

La reazione che porta alla formazione dei prodotti si chiama reazione diretta. La reazione che porta alla formazione dei reagenti si chiama reazione inversa.

Normalmente, le reazioni chimiche non decorrono fino a completezza, ovvero non sono quantitative. Una reazione quantitativa termina quando i reagenti, introdotti nel rapporto stechiometrico, sono stati interamente consumati.

Quando la velocità della reazione diretta è pari a quella della reazione inversa si raggiunge l’equilibrio. Si stabilisce quindi una situazione di equilibrio dinamico e il sistema rimane inalterato dall’esterno se non ci sono interventi.

Reazioni di equilibrio

Una reazione di equilibrio è dunque una reazione reversibile. In una reazione reversibile, lo stato di equilibrio si può raggiungere sia partendo dai reagenti che dai prodotti. Tale circostanza permette di distinguere una reazione davvero all’equilibrio da una che sta procedendo ancora, ma lentamente.

Concentrazione contro tempo: rappresenta la variazione di concentrazione di ogni singolo componente. Sia che si parta dai reagenti, sia dal prodotto, le concentrazioni finali sono le stesse e corrispondono alla situazione di equilibrio.

2SO₃ + O₂ ⇌ 2SO₂ (2SO₃ ⇌ 0,152[SO₂] [O₂])

Equilibrio dinamico

Si può considerare raggiunto quando la velocità di reazione diretta è uguale a quella della reazione inversa. Si chiama "dinamico", perché, anche quando l'equilibrio è raggiunto, le reazioni diretta e inversa continuano ad avvenire, ma senza modificare le concentrazioni delle specie presenti all’equilibrio.

Equilibrio chimico

Se la reazione reversibile avviene in un solo stadio elementare:

• k₁ [A] + [B] ⇌ A₂B
• v₁ = k₁ [A] [B]
• v_-1 = k_-1 [A₂B]

Poiché all'equilibrio le concentrazioni dei componenti sono costanti, sarà costante anche il loro rapporto nel senso che se modifico la concentrazione di un componente, automaticamente si modificano le altre in modo che il rapporto generale resti costante.

K è una costante termodinamica. La definizione termodinamica implica l’uso delle attività.