L'equilibrio chimico., Dispense di Chimica Inorganica

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CORSO DI CHIMICA GENERALE

Equilibrio chimico

a A + b B → c C + d D

EQUILIBRIO CHIMICO EQUILIBRIO CHIMICO

k d [A] a [B] b = k i [C] c [D] d a A + b B ⇄ c C + d D velocità reazione diretta = velocità reazione inversa

EQUILIBRIO CHIMICO EQUILIBRIO CHIMICO

k d [A] a [B] b = k i [C] c [D] d a A + b B ⇄ c C + d D velocità reazione diretta = velocità reazione inversa

EQUILIBRIO CHIMICO EQUILIBRIO CHIMICO

Kc =

Kd

Ki

[ C ]

c

⋅[ D ]

d

[ A ]

a

⋅[ B ]

b

k d [A] a [B] b = k i [C] c [D] d

Kc =

Kd

Ki

[ C ]

c

⋅[ D ]

d

[ A ]

a

⋅[ B ]

b a A + b B ⇄ c C + d D velocità reazione diretta = velocità reazione inversa

EQUILIBRIO CHIMICO EQUILIBRIO CHIMICO

1864: Legge di azione di massa di Guldberg e Waage 1864: Legge di azione di massa di Guldberg e Waage

K c è la costante di equilibriocostante di equilibrio (K eq ) e relaziona le concentrazioni delle singole specie chimiche all’equilibrio Le dimensioni di K c variano con la stechiometria della reazione Ogni reazione possiede una costante di equilibrio caratteristica, il cui valore dipende solo dalla temperaturadipende solo dalla temperatura.

CALCOLO della KcCALCOLO della Kc

H

2 (g) + I 2 (g) ⇄ 2 HI (g) Concentrazioni iniziali 0.0175 0.0175 0

CALCOLO della KcCALCOLO della Kc

H

2 (g) + I 2 (g) ⇄ 2 HI (g) Concentrazioni iniziali 0.0175 0.0175 0 Variazioni delle concentrazioni nel raggiungimento dell’equilibrio

Concentrazioni all’equilibrio 0.0037 0.0037 0.

Kc =

[ HI ]

2

[ H

2

]⋅[ I

2

]

2

CALCOLO della Kc CALCOLO della Kc

H

2 (g) + I 2 (g) ⇄ 2 HI (g) Concentrazioni iniziali 0.0175 0.0175 0 Variazioni delle concentrazioni nel raggiungimento dell’equilibrio

Concentrazioni all’equilibrio 0.0037 0.0037 0.

Q =

[ C ]

c

⋅[ D ]

d

[ A ]

a

⋅[ B ]

b Il confronto tra il valore del quoziente di reazione Q e il valore della costante di equilibrio K permette di stabilire se il sistema è all'equilibrio e, se non lo è, in quale direzione procederà Il quoziente di reazione Q e la costante di equilibrio Kquoziente di reazione Q costante di equilibrio K cc k d [A] a [B] b = k i [C] c [D] d

Kc =

Kd

Ki

[ C ]

c

⋅[ D ]

d

[ A ]

a

⋅[ B ]

b a A + b B ⇄ c C + d D

EQUILIBRIO CHIMICO EQUILIBRIO CHIMICO

Q =

[ C ]

c

⋅[ D ]

d

[ A ]

a

⋅[ B ]

b quando [reagenti] e [prodotti] variano continuamente, la reazione non è all'equilibrio Q < Kc reagenti  prodotti Quoziente della reazione Quoziente della reazione , Q , pone in relazione le concentrazioni delle specie chimiche, non all’equilibrio, con la K c Q > Kc reagenti  prodotti

[ NH

3

]

2

[ N

2

]⋅[ H

2

]

3

= Q  Kc

EQUILIBRIO EQUILIBRIO MOBILE diMOBILE di Le ChatelierLe Chatelier

Effetto dell’aggiunta di un reagente Effetto dell’aggiunta di un reagente

N 2 ( g ) + 3H 2 ( g ) ⇄ 2NH 3 ( g ) [N 2 ] viene aumentata

[ NH

3

]

2

[ N

2

]⋅[ H

2

]

3

= Q = Kc

L’equilibrio si sposta verso destra favorendo la formazione dei prodotti

EQUILIBRIO EQUILIBRIO MOBILEMOBILE didi Le ChatelierLe Chatelier

Effetto dell’aggiunta di un reagente Effetto dell’aggiunta di un reagente

N 2 ( g ) + 3H 2 ( g ) ⇄ 2NH 3 ( g )

[ NH

3

]

2

[ N

2

]⋅[ H

2

]

3

= Q = Kc

EQUILIBRIO EQUILIBRIO MOBILEMOBILE didi Le ChatelierLe Chatelier

Effetto dell’aggiunta di un prodotto Effetto dell’aggiunta di un prodotto

L’equilibrio si sposta verso sinistra favorendo la formazione dei reagenti [N 2 ] e [H 2 ] aumentano N 2 ( g ) + 3H 2 ( g ) ⇄ 2NH 3 ( g )

EQUILIBRIOEQUILIBRIO MOBILEMOBILE didi Le ChatelierLe Chatelier

Effetto di un aumento di pressione Effetto di un aumento di pressione

N 2 ( g ) + 3H 2 ( g ) ⇄ 2NH 3 ( g ) nelle medesime condizioni di temperatura e pressione, volumi uguali di gas diversi contengono lo stesso numero di molecole.