Lezione 5: Le Reazioni Chimiche E L’equilibrio Dinamico Flashcards
Qual è la differenza tra pedici e coefficienti stechiometrici?
Pedici: Indicano il rapporto numerico tra gli atomi di una molecola
Coefficienti stechiometrici: rapporto numerico minimo con cui reagenti e prodotti partecipano alla reazion
Dimmi le 4 regole per il bilanciamento delle reazioni chimiche
-conservazione della massa
-conservazione della carica
-legge dell’invariabilità (o indistruttibilità) delle sostanze elementari: una sostanza elementare (o elemento chimico) non può essere trasformata in un’altra sostanza elementare
-Legge delle proporzioni costanti: ogni composto ha una composizione costante, cioè contiene sempre gli stessi elementi secondo rapporti in peso definiti e caratteristici per quel composto
Dimmi i quattro tipi di reazioni chimiche
-sintesi: es. reazioni anaboliche (costruisco molecole complesse)
-Decomposizione: es. reazioni cataboliche (rompo molecole complesse)
- sostituzione/ scambio semplice: es. Reazioni in cui passo da un essere a un’ ammide, da un’ammide a una anidride
-metatesi o doppio scambio
Qual è la differenza tra elemento riducente ed elemento ossidante?
Riducente: è l’elemento che si ossida (perde elettroni), quindi determina la riduzione dell’altra specie (sono gli elementi con più bassa, elettronegatività: i metalli)
Ossidante: è l’elemento che si riduce (acquista elettroni), quindi determina l’ossidazione dell’altra specie (sono gli elementi con più alta elettronegatività: i non metalli)
Qual è il numero di ossidazione dell’ossigeno:
-Nei perossidi
-Nei super ossidi
-Negli ozononuri
- nel OF2 (di fluoruro di ossigeno)
Perossidi:-1
Super ossidi:-1/2
Ozonuri:-1/3
OF2: +2
Qual è il numero di ossidazione dell’idrogeno negli idruri:
-Covalenti
-Ionici
-covalenti: +1
-ionici: -1
Cos’è il numero di ossidazione?
È una carica reale (nel caso degli ioni mono atomici) o fittizia (negli atomi coinvolti in un legame covalente) quando si attribuiscono idealmente le coppie elettroniche di ciascun legame all’elemento più elettronegativo coinvolto nel legame
Qual è la differenza tra carica formale e il numero di ossidazione?
Carica formale: ci permette di dire quale struttura di Lewis è quella che si avvicina di più alla struttura Reale
Numero di ossidazione : ci permette di capire se durante una reazione un atomo sta acquistando o cedendo elettroni
Qual è la differenza tra equilibrio dinamico, equilibrio spostato a destra ed equilibrio spostato a sinistra?
Equilibrio dinamico: velocità reazione diretta= velocità reazione inversa
Equilibrio a destra : reazione favorita (si formano prodotti)
Equilibrio a sinistra : reazione sfavorita (si formano pochissimi prodotti), quindi una reazione termodinamicamente impossibile
Cosa descrive e cosa afferma la legge dell’azione di massa o dell’equilibrio chimico di Guldberg e waage?
La costante di equilibrio.
La legge afferma: a temperatura costante, in una reazione che abbia raggiunto l’equilibrio, è costante il rapporto delle concentrazioni molari dei prodotti e quello delle concentrazioni molari dei reagenti, purché ciascuna concentrazione sia elevata ad una potenza è uguale al coefficiente stechiometrico della specie chimica a cui si riferisce
Dimmi 3 cose sulla costante di equilibrio
-è costante a temperatura costante
-può assumere valori da zero a infinito
-Si calcola come:
La costante di equilibrio dipende dalla quantità dei reagenti?
No
Qual è l’unico fattore che mi modifica la costante di equilibrio?
La temperatura
Cosa vuol dire se keq è
>1
<1
=1
=0
Keq>1—> concentrazioni prodotti> concentrazioni reagenti—-> equilibrio a destra
Keq<1—> concentrazioni prodotti< concentrazioni reagenti—-> equilibrio a sinistra
Keq=1—> concentrazioni prodotti= concentrazioni reagenti—-> equilibrio al centro
keq=0—> la reazione non può avvenire da un punto di vista termodinamico
In funzione di cosa si esprime la costante di equilibrio tra gas?
In funzione delle pressioni parziali e non dalle concentrazioni molari
Come si calcola la costante di equilibrio tra gas?
Cos’è il quoziente di reazione (Q/Qc)?
-allo stesso calcolo della costante di equilibrio, quando però la reazione non è all’equilibrio
Cosa vuol dire se
-Q e keq sono diversi
- Q e keq sono uguali?
-Qe keq sono diversi: reazione non all’equilibrio
- Q e keq sono uguali: reazione all’equilibrio
Cosa succede quando una reazione non è all’equilibrio?
Il quoziente di reazione sarà più grande o più piccolo della costante di equilibrio, quindi la reazione si muoverà in modo da far cambiare il valore del quoziente fino a quando quest’ultimo non combacerà con la costante di equilibrio
Cosa afferma il principio di Le Chatelier (o dell’equilibrio mobile o dell’azione e reazione)?
-in un sistema all’equilibrio, ad una certa temperatura costante, se si varia dall’esterno uno dei fattori che ne determinano la posizione (aggiungendo reagenti o prodotti), il sistema reagisce spostandosi in una nuova posizione per ripristinare l’equilibrio.
In particolare
-Se aggiungo reagenti—-> la reazione va avanti (perché devo diminuire i reagenti e aumentare i prodotti per ripristinare l’equilibrio)
-Se aggiungo prodotti—-> la reazione vai indietro (perché devo aumentare il reagente e diminuire i prodotti)
-Se tolgo prodotti—-> la reazione va avanti
-se tolgo reagenti—-> la reazione va indietro
Cosa succede alle concentrazioni e al rapporto di reagenti e prodotti dopo aver raggiunto nuovamente l’equilibrio?
Cambiano le concentrazioni di reagenti e prodotti, ma il loro rapporto RESTA LO STESSO
Cosa permette di prevedere il principio di Le Chatelier?
Permette di prevedere in maniera qualitativa la risposta di un sistema all’equilibrio a variazioni di:
Temperatura
Pressione e volume
Concentrazione
Come posso spostare l’equilibrio di una reazione del genere (A->B->C)senza variare la temperatura?
Sfrutta il principio di le chatelier, in particolare tolgo prodotti (B) per fare in modo che la reazione vada avanti (così ottengo C)
Cos’è il processo Haber?
-è il processo di sintesi dell’ammoniaca.
È un processo industriale in cui vengono inseriti in un reattore, azoto e idrogeno, per farli reagire tra di loro grazie all’ausilio di un catalizzatore, facendo avvenire la reazione più velocemente con conseguente formazione dell’ammoniaca.
Lasciando reagire azoto e idrogeno, raggiungo l’equilibrio di reazione.
Se ad un certo punto aggiungo solo uno dei due reagenti (es idrogeno), la reazione non è più all’equilibrio e va avanti, così la concentrazione dell’idrogeno aumenta rapidamente, aumenterà la probabilità che H e N si scontrino e quindi la reazione proseguirà.
Dopo un pò La concentrazione di H si abbassa, consumandosi, la concentrazione dell’azoto diminuisce anch’essa, anche se di meno, in quanto, per ogni molecola di azoto ne diminuiscono 3 di
idrogeno, mentre la concentrazione dell’ammoniaca aumenta.
Azoto idrogeno e ammoniaca raggiungono dunque la stabilità e la condizione di equilibrio, con concentrazioni diverse dall’inizio ma con lo stesso rapporto.
L’azienda produttrice di ammoniaca, per produrre grandi quantità di ammoniaca, poiché tra azoto, idrogeno e ammoniaca, il primo che, se abbassata la temperatura, avendo legami a ponte idrogeno, si trasforma in liquido, è l’ammoniaca, la quale viene fatta uscire attraverso un rubinetto. Successivamente si procede aggiungendo idrogeno e portando via i prodotti (NH3) in modo da far andare avanti la reazione.
Cosa succede ad una reazione se aumento la temperatura?
Aumenta la velocità di reazione, ma non è detto che aumenti anche la resa della reazione.
Infatti, se aumenta la temperatura
-favorisco la resa di una reazione endotermica (quindi la costante di equilibrio diventa maggiore di 1 e l’equilibrio va a destra) e aumento la velocità di reazione
-sfavorisco la resa di una reazione esotermica (quindi la costante di equilibrio diventa minore di uno e l’equilibrio va a sinistra) ma aumento la velocità di reazione
Come posso favorire la resa di una reazione esotermica evitando che quest’ultima rallenti troppo?
-devo raffreddare la reazione (così favorisco la resa) e devo aggiungere un catalizzatore (per evitare che la reazione vada troppo a rilento)
Qual è la condizione di reazione più favorevole dal punto di vista della resa della velocità?
La reazione endo termica, perché se aumento la temperatura aumento sia la resa della reazione che la velocità
Qual è l’effetto della variazione della concentrazione sulla posizione di equilibrio?
Qual è l’effetto della pressione sulla posizione di equilibrio?
-non influenza le reazioni in soluzione
-Non influenza le reazioni tra gas che avvengono senza variazione del numero di molecole
-Influenza le reazioni tra gas che avvengono con variazione del numero di molecole. In particolare
