back to top

Termodinamica e equilibrio chimico. Esercizi svolti

Equilibrio Chimico e Termodinamica: Esercizi Risolti

Nel campo della termodinamica, uno degli obiettivi principali è la previsione della composizione di equilibrio di un sistema in base alle proprietà dei suoi componenti. Le equazioni principali che correlano i dati termodinamici alle costanti di equilibrio sono fondamentali. Per esempio, data la reazione di equilibrio aA + bB ⇌ cC + dD, è possibile utilizzare l’, che afferma che ΔG = ΔG° + RT ln Kp, dove ΔG rappresenta la variazione dell’energia libera di Gibbs, mentre Kp è la costante di equilibrio in base alle pressioni parziali dei reagenti e dei prodotti.

Un’altra relazione importante è ΔG = ΔH – T ΔS, che fornisce indicazioni sulla . In condizioni standard, ΔG° può essere calcolato come ΔG° = ΔH° – T ΔS°.

Esercizi Risolti

1) Calcolo di ΔG° della Reazione a 865 °C


Per calcolare ΔG° della reazione CaCO3(s) → CaO (s) + CO2(g) a 865 °C, è necessario convertire la pressione di CO2 da mm Hg ad atm e applicare l’equazione ΔG° = – RT ln Kp. Alla temperatura di 865 °C, la pressione di CO2 è pari a 1.75 atm. Applicando l’equazione, si ottiene ΔG° = – 5.3 ∙ 10^3 J/mol, indicando la decomposizione spontanea del carbonato di calcio.

2) Calcolo della Costante di Equilibrio della Reazione a 25 °C


Per calcolare la costante di equilibrio della reazione 2 NO2(g) ⇌ N2O4 (g) a 25 °C, utilizzando i valori di ΔH° e ΔS° forniti, si applicano le equazioni ΔH° = Σ ΔH°prodotti – Σ ΔH°reagenti e ΔS° = Σ ΔS°prodotti – Σ ΔS°reagenti. Applicando ΔG° = ΔH° – T ΔS° si ottiene ΔG° = – 4803 J, da cui deriva ln Kp = 1.94 e quindi Kp = 6.96.

3) Calcolo di Ka dell’Acido Formico


Per determinare la costante di dissociazione Ka dell’acido formico, si utilizzano i valori dell’energia libera di formazione allo stato standard. Applicando l’equazione ΔG° = Σ ΔG°prodotti – Σ ΔG°reagenti si calcola ΔG° = 21300 J. Applicando l’equazione ΔG° = – RT ln Kp, si ottiene ln Kp = – 8.60, da cui deriva Kp = 1.8 ∙ 10^-4. Questo valore è in accordo con i dati tabulati.

Questi esercizi illustrano l’applicazione dei concetti di termodinamica e equilibrio chimico nella risoluzione di problemi pratici.

GLI ULTIMI ARGOMENTI

Articolo precedente
Articolo successivo

Leggi anche

Uranio impoverito viene identificato come potenziale rischio per la salute umana e l’ambiente

L'uranio impoverito, pur essendo meno radioattivo rispetto all'uranio naturale, ha scatenato allarmi globali per i suoi impieghi militari, i possibili effetti devastanti sulla salute...

Thiophenol Identified as Promising Compound in Advanced Chemical Applications

Il tiofenolo (PhSH), noto anche come benzenetiolo, sta emergendo come un vero campione nel campo della chimica organica, con la sua formula C₆H₅SH che...

Ricercatori scoprono le proprietà straordinarie della bentonite e i suoi ampi utilizzi

La bentonite, un’argilla naturale a struttura stratificata composta principalmente da minerali argillosi del gruppo delle smectiti – con la montmorillonite come componente dominante –...
è in caricamento