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L’EQUILIBRIO CHIMICO
Esistono due tipi di trasformazioni:
- Le trasformazioni fisiche , dove non viene mutata la natura della sostanza e per questo sono dette sempre reversibili;
- Le trasformazioni chimiche , dove si altera la natura della sostanza e sono generalmente irreversibili. Immaginiamo: abbiamo un contenitore ermeticamente chiuso (sistema chiuso) nel quale abbiamo
atomi di H 2 e atomi di I^ 2 , scontrandosi andranno a formare molecole di HI. ( H 2 + I^ 2 →^^2 HI^ )
Visto che il contenitore è chiuso, le molecole formate di HI , a loro volta si
scontreranno tra loro, e avverrà la reazione contraria, ovvero i legami si romperanno e si andranno a formare di nuovo i due atomi separati fino alla situazione di EQUILIBRIO.
EQUILIBRIO = la reazione H 2 + I^ 2 →^^2 HI^ (reazione diretta) avrà la stessa velocità della reazione
2 HI → H 2 + I 2 (reazione contraria).
Nel tempo la velocità della reazione diretta diminuisce perché diminuisce la concentrazione dei reagenti e, contemporaneamente, inizia la reazione contraria, dove la velocità aumenta. Ci troveremo ad un certo punto in una situazione di “equilibrio dinamico”, in quanto ci sembrerà in uno stato di stasi, ma le reazioni avvengono alla stessa velocità. Raggiunto l’equilibrio, potremmo trovare la COSTANTE DI EQUILIBRIO , tramite “ la legge di azione di massa ”: una volta raggiunto l’equilibrio, la costante si calcolerà facendo il rapporto tra il prodotto della concentrazione dei prodotti e il prodotto della concentrazione dei reagenti, elevati ai loro coefficienti stechiometrici.
Es. aA^ + bB^ →^ cC +^ dD^ k^ e =^
[ C ] C ⋅ [ D ] d [ A ] a ⋅ [ B ] b Ciò avviene solo se i reagenti e i prodotti sono allo stato gassoso. A cosa mi serve calcolare la costante di equilibrio? Per capire se la reazione è spostata verso i reagenti o verso i prodotti:
Se k^ e >^1 la reazione è spostata verso i prodotti;
Se k^ e <^1 la reazione è spostata verso i reagenti;
Se k^ e =^1 la reazione non è spostata da nessuna delle due parti.
Se io non intervengo sul sistema, esso rimarrà per sempre nella situazione di equilibrio. Se io, invece, modifico qualcosa ci viene in contro il “principio dell’equilibrio mobile/principio di Châtelier” Posso modificare: La concentrazione , ovvero l’aggiunta di uno dei reagenti comporterà un aumento della reazione diretta, che a sua volta porterà ad un aumento dei prodotti. Tale aumento farà aumentare la velocità della reazione contraria fino a raggiungere una nuova situazione di equilibrio (la costante rimarrà uguale a prima della modifica); La pressione , in quanto se aumento la pressione di un sistema (quindi diminuisce il suo volume), esso tenderà a spostarsi nella direzione che comporterà la formazione del minor numero di particelle.
Es. 3 H 2 + N 2 ↔^ N^ H^ 3 in questo caso il sistema tenderà a spostarsi nella direzione dei prodotti
La temperatura , in questo caso la costante di equilibrio cambierà poiché dobbiamo tenere conto se la reazione è esotermica o endotermica. La variazione della temperatura farà spostare la reazione o verso i prodotti o verso i reagenti.
- Se aumentiamo la temperatura, si favorisce la reazione endotermica;
- Se diminuiamo la temperatura, si favorisce la reazione esotermica. RICORDA: il catalizzatore non ha alcuna influenza sulla reazione Se si agisce sul sistema perturbandolo, esso tende ad opporsi a questa variazione, con lo scopo di ripristinare la condizione di equilibrio
