gli equilibri Flashcards
i processi all’equilibrio
abbiamo sempre considerato una reazione come se fosse un processo quantitativo.
in realtà, tutte le reazioni sono processi all’equilibrio, i prodotti possono reagire tra loro per formare nuovamente i reagenti. avvengono contemporaneamente una reazione diretta e una reazione inversa.
alcune soluzioni possono essere considerate come quantitative, la reazione inversa è marginale e può essere non considerata, le reazioni irreversibili.
in tutte le altre invece, i reagenti non scompaiono dall’ambiente di reazione poiché i prodotti reagiscono significativamente fra loro.
cosa accade all’equilibrio
consideriamo una reazione che avviene a temperatura costante.
se osserviamo il grafico della concentrazione di reagenti e prodotti in funzione del tempo, si può notare che ad un tempo te le concentrazioni di tutte le specie smettono di variare, come se la reazione si fosse bloccata.
non si verificano variazioni macroscopico, ma è solo un’apparenza di staticità.
infatti, le reazioni diretta e inversa avvengono contemporaneamente, si può osservare marcando degli isotopi e controllando il loro passaggio tra i reagenti e i prodotti.
velocità di reazione all’equilibrio
la velocità di reazione è proporzionale alla concentrazione dei reagenti. infatti, quando la concentrazione diminuisce, la velocità diminuisce.
col trascorrere della reazione, la velocità della reazione diretta diminuisce mentre quella della reazione inversa aumenta, fino ad arrivare ad un punto te in cui le due reazioni si sviluppano alla stessa velocità
si instaura un equilibrio dinamico nel quale reagenti e prodotti coesistono in un rapporto quantitativo fisso e costante.
al tempo te, il sistema raggiunge l’equilibrio chimico
quoziente di reazione
ogni reazione ha uno specifico quoziente di reazione
col procedere della reazione, il suo valore aumenta fino a raggiungere un valore costante, in quanto dal tempo te le concentrazioni di reagenti e prodotti sono costanti.
questa condizione è la condizione di equilibrio, non si osservano variazioni macroscopiche, momento in cui il quoziente di reazione coincide con la costante cinetica della reazione
legge di azione di massa
a partire dal tempo te, il quoziente di reazione non cambia e coincide con la costante di equilibrio della reazione.
secondo la legge di azione di massa, o legge di Guldberg e Waage del 1968, in un sistema chimico all’equilibrio, a temperatura costante, il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni dei prodotti e quello dei reagenti è costante.
valori della costante di equilibrio
k>1 equilibrio spostato verso i prodotti
k<1 equilibrio spostato verso i reagenti
k»»1 reazione irreversibile
da cosa dipende la costante di equilibrio?
- dalla variazione di energia libera standard che accompagna la reazione
- dalla temperatura
equilibri di sostanze gassose
è utile utilizzare le pressioni parziali invece delle concentrazioni
legge dell’equilibrio mobile
o principio di Le Chatelier - Brown
qualora si alternino le condizioni iniziali di reazioni, il sistema reagisce spostandosi nella direzione che tende a ripristinare le condizioni iniziali.
vale per qualsiasi equilibrio, fisico o chimico ed implica che:
- se aggiungiamo una quantità di uno dei componenti, questo tende a consumarli
- se togliamo una quantità di uno dei componenti, il sistema tende a ripristinarlo.
quando si aggiungono sostanze, il sistema tende a cosnumarle fino a quando non si raggiunge nuovamente un valore costante, sebbene le concentrazioni iniziali e finali siano differenti, il coefficiente è lo stesso
a T costante, ci sono infiniti e diversi valori delle concentrazioni di reagenti e prodotti che soddisfano la legge di azione di massa.
variazioni di equilibrio in fase gassosa
le reazioni che convolgono reagenti in fase gassosa risentono anche di eventuali variazioni di pressione e temperatura.
se n moli prodotto > n moli reagenti, all’aumentare della pressione l’equilibrio si sposta verso i prodotti
se n moli prodotto < n moli reagenti, all’aumetare della pressione l’equilibrio si sposta verso i reagenti
se n moli è lo stesso, non si verificano variazioni
