L’equilibrio chimico
Capitolo 19
Alcune reazioni terminano quando arrivano all’equilibrio e non quando tutti i reagenti si sono trasformati in
prodotti, ma ad un certo punto vediamo che le quantità di reagenti e di prodotti variano in un primo
momento rimangono costanti nel tempo. Alcune reazioni si dicono complete e sono quelle che vanno a
termine e finiscono quando la concentrazione dei reagenti arriva a 0 (tutti i reagenti si trasformano in
prodotti). Per questo motivo sono irreversibili, non può essere fatta la reazione inversa. Altre reazioni
invece si dicono incomplete perché in un primo momento i reagenti diminuiscono e i prodotti aumentano
però si arriva ad un punto in cui i reagenti sono costanti nel tempo e anche i prodotti. Queste reazioni sono
reversibili.
L’equilibrio chimico riguarda le reazioni incomplete. Questo equilibrio però non è statico, perché non è che
non accade nulla nel recipiente di reazione. Le quantità rimangono uguali perché la velocità della reazione
diretta è uguale a quella della reazione inversa, quindi si tratta di un equilibrio dinamico.
All’inizio la velocità della reazione diretta (che va da reagente a prodotto) man mano diminuisce e, man
mano che si forma il prodotto, inizia anche la reazione inversa e siccome il prodotto aumenta, aumenta
anche la velocità della reazione inversa (che va da prodotto a reagente). Questo accade fino a quando la
velocità della reazione diretta diventa uguale a quella della reazione inversa. Quindi le quantità delle varie
sostanze non crescono più. Il fatto che la reazione sia di equilibrio, e quindi reversibile, si indica con la
doppia freccia.
Le reazioni non vanno a termine quindi anche la stechiometria della reazione non è rispettata.
Ho un rapporto 2,1,1. Ma essendo una reazione di equilibrio non tutti i reagenti si trasformano in prodotti,
perché and un certo punto arrivo ad una condizione di equilibrio. Se la richiesta fosse, mettendo una mole
di HI quando H2 e quanto I2 si formano? Io mi aspetto la formazione di 0.5 moli (2:1=1:x), invece vado a
dosare quello che si è formato e si sono formate 0,786 moli e la reazione si ferma. Il rapporto
stechiometrico è rispettato ma il numero di moli è inferiore. La stessa cosa accade (con chi stessi risultati
con la reazione inversa. Lo state di equilibrio si raggiunge sia passando dai reagenti sia passando dai
prodotti.
Questo accade per tutte le reazioni reversibili. In questo tipo di reazione la resa non è al 100%. E’ stata
formulata quindi una legge.
Qualsiasi siano le diverse concentrazioni delle diverse specie chimiche all’inizio, sia dei reagenti che dei
prodotti, all’equilibrio rimane costante il rapporto Keq. Per una generica reazione in cui vi sono a moli di A +
b moli di B che vanno a dare c moli di C + d moli di D, all’equilibrio si mantiene costante il rapporto tra il
prodotto delle concentrazioni dei prodotti, elevate al numero di moli (coefficiente stechiometrico), e il
prodotto delle concentrazioni dei reagenti elevate ai relativi coefficienti stechiometrici. Questa costante è
detta costante di equilibrio. Le concentrazioni sono date in moli su litro. La legge si può esprimere anche
tramite la pressione se si tratta di reazioni in fase gassosa. Questa legge si ricava eguagliando le velocità
delle due reazioni. La costante dipende dalla temperatura T che viene fissata e dalla pressione P. Se P e T
sono le stesse Keq ha lo stesso valore qualsiasi siano le concentrazioni iniziali dei reagenti o dei prodotti.
Dove le concentrazioni vengono espresse in molarità la concentrazione viene detta Kc.
