Equilibrio di solubilità

Equilibrio chimico

Dai valori tabulati di ΔG°, si ricavano informazioni sulla spontaneità di reazioni in cui i reagenti si trovano in condizioni standard. Come si trova ΔG quando le condizioni non sono standard? Si può dimostrare che:

• Qp = quoziente di reazione
• Qc

In un sistema si ha l'equilibrio dinamico quando la concentrazione dei reagenti e dei prodotti non cambia finché non cambiano P, T, n. Se modifico i parametri → nuova situazione di equilibrio. Se Kc è una costante termodinamica, ricordiamo che nella Keq le concentrazioni sono quelle all'equilibrio, non quelle iniziali. In Q invece le concentrazioni non sono necessariamente quelle all'equilibrio.

Se Q < K, la reazione deve spostarsi a destra. Se Q > K, la reazione deve spostarsi a sinistra. Se Q = K, siamo all'equilibrio. Per i gas, si usano le pressioni dei reagenti e dei prodotti anziché le concentrazioni molari → dato che n/V = P/RT. Ricordiamo che i solidi che compaiono in queste equazioni assumono valore 1.

Calcolo della composizione di una miscela all'equilibrio

Principio di Le Chatelier

Se si impone una sollecitazione a un sistema all'equilibrio, l'equilibrio si modifica nel senso che tende a minimizzare la sollecitazione imposta:

• Aggiunta o sottrazione di reagenti
• Aumento o diminuzione della pressione → solo per i gas
• Aumento o diminuzione della temperatura → la temperatura è l'unica che modifica la costante di equilibrio

In una reazione esotermica, il calore si considera come prodotto: K diminuisce all'aumentare della temperatura. In quella endotermica, come reagente: K aumenta all'aumentare della temperatura.

Attività

Specie in soluzione:

• Concentrazione Mo m
• Coefficiente di attività = f
• P = pressione parziale nelle miscele gassose del gas
• Coefficiente di fugacità

Per calcolare Q in condizioni di non equilibrio si usa l'attività al posto delle concentrazioni o delle pressioni. Quindi, se prendiamo due reazioni inverse e ne calcoliamo la differenza di energia, possiamo determinare quale delle due reazioni è spontanea. Come può instaurarsi un equilibrio se una delle due non è spontanea? L'energia libera dipende in realtà dalla composizione del sistema. È uguale alla differenza delle energie libere dei reagenti meno quelle dei prodotti. Variazione di energia libera in condizioni standard che può essere calcolata a partire dai valori di ΔG_f tabulati. La condizione di equilibrio prevede: ΔG_r = 0 e Q = Ke.