Equilibri chimici
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Un altro catalizzatore con ottima efficienza è l’acetilcolinesterasi, che
velocizza la rottura dei legami del neurotrasmettitore acetilcolina (contrazione
e rilassamento muscolare).
Gli enzimi sono principalmente catalizzatori omogenei perché si trovano nella
stessa situazione dei loro substrati. In parte però sono anche eterogenei
perché sono macromolecole (colloidi) quindi c’è una considerevole
separazione tra l’enzima e l’ambiente acquoso. Inoltre, nel sito attivo le
molecole dei reagenti hanno concentrazione molto maggiore rispetto a quella
della fase massiva.
Equilibri chimici
Un equilibrio chimico è un sistema in cui la velocità della reazione diretta e
della reazione inversa, inizialmente differenti, arrivano ad eguagliarsi: l’una
aumenta, l’altra diminuisce fino a raggiungere lo stesso valore.
A + B ↔ 2AB
2 2
v = k [A ][B ] sono le velocità che misuro all’equilibrio
d 1 2 2
2
v = k [AB]
i 2
k e k sono le costanti cinetiche.
1 2
All’equilibrio: v = v
d i
2
k [A ][B ] = k [AB]
1 2 2 2
2
k /k = [AB] /[A ][B ] = K
1 2 2 2 eq
Il rapporto tra la costante cinetica della reazione diretta e la costante cinetica
della reazione inversa è la costante d’equilibrio.
Legge di Gudberg-Waade:
2
K = [AB] /[A ][B ]
c 2 2
Dove “c” sta per concentrazione molare.
La costante di equilibrio esprime un determinato rapporto tra la
concentrazione dei reagenti e dei prodotti cui corrisponde il minimo contenuto
energetico del sistema, che lì si arresta (la reazione si conclude).
All’equilibrio per le sostanze non c’è nessun vantaggio a stare associate
come prodotti o come reagenti.
Spesso nelle reazioni compaiono specie chimiche allo stato gassoso. In
questo caso al posto delle concentrazioni usiamo le pressioni parziali (K ).
p
Infatti:
pV = nRT p = nRT/V = [M]RT (pressione e molarità sono direttamente
proporzionali).
K è sempre una costante di equilibrio, anche se ha un valore diverso rispetto
p
a K .
c
Esempio:
2NO Cl ↔ 2NO + Cl
2 2
1) NO Cl ↔ NO + Cl
2 2
2) NO Cl + Cl ↔NO + Cl
2 2 2
K = K /K = [NO ][Cl]/[NO Cl]
1 d1 i1 2 2
K = K /K = [NO ][Cl ]/[NO Cl][Cl]
2 d2 i2 2 2 2 2
Moltiplicando K x K : [NO ][Cl]x[NO ][Cl ]/[NO Cl]x[NO Cl]x[Cl] = [NO ] [Cl ]/
1 2 2 2 2 2 2 2 2
2
[NO Cl] = K
2
Una costante di equilibrio molto alta (prodotti più abbondanti dei reagenti)
indica che la reazione tende ad andare a termine, raggiungendo l’equilibrio
solo quando terminano i reagenti.
Una costante di equilibrio molto bassa (regenti più abbondanti dei prodotti)
indica che la reazione raggiunge l’equilibrio poco dopo l’inizio (si formano
pochi prodotti).
La costante d’equilibrio quindi indica da che parte è spostata la reazione, se
più verso i reagenti o verso i prodotti. 2 3
N.B.: La costante può essere una molarità (es: M x M/M = M) oppure un
numero puro (M/M = 1). In quest’ultimo caso il suo valore è più preciso.
Principio di Le Chatelier: se in un sistema all’equilibrio si ha una
perturbazione, il sistema tende a reagire in modo da minimizzare il
disequilibrio (ad esempio, ad un’aggiunta di reagente corrisponde un
aumento del prodotto).
È possibile far decorrere a termine anche una reazione con valori di K molto
bassi purché si agisca in modo da impedire che tale valore sia raggiunto, per
esempio allontanando uno dei prodotti man mano che si forma.
Le reazioni biochimiche non raggiungono mai l’equilibrio: i loro reagenti
sono prodotti della reazione precedente e i loro prodotti sono i reagenti della
I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher camo.milla di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Chimica e propedeutica biochimica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Firenze - Unifi o del prof Ranaldi Francesco.
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