Dimensioni della costante di equilibrio: esempi, esercizi

Le dimensioni della costante di equilibrio: esempi, esercizi

La costante di equilibrio K_c varia in base alle specie presenti in una reazione e ai relativi coefficienti stechiometrici. Ad esempio, considerando la reazione:
aA + bB ⇄ cC + dD, i valori numerici delle costanti di equilibrio sono determinati sperimentalmente e tabulati, generalmente a 25°C. È importante notare che la costante di equilibrio varia solo al variare della temperatura, mentre le condizioni di pressione o di volume o l’aggiunta o sottrazione di reagenti o prodotti di reazione non ne influenzano il valore.

Ciascuna reazione presenta un diverso comportamento dimensionale della costante di equilibrio. Ad esempio, nell’equilibrio di formazione dell’acido iodidrico, la costante K_c è adimensionale, mentre nell’equilibrio della sintesi dell’ammoniaca, ha dimensioni di M (mol/L).

Inoltre, nei casi di equilibri gassosi, oltre alla costante K_c, si utilizza la costante K_p, in cui al posto delle concentrazioni molari vi sono le pressioni parziali dei gas che partecipano all’equilibrio. La relazione che lega K_p e K_c è data da K_p = K_c(RT)^Δn, dove R è la costante universale dei gas, T è la temperatura in Kelvin e Δn rappresenta la variazione nel numero di moli dei prodotti meno il numero di moli dei reagenti.

È importante notare che nelle espressioni della costante di equilibrio non compaiono le specie le cui concentrazioni non variano significativamente in una reazione chimica. Tuttavia, se l’acqua è un reagente o un prodotto nella reazione, essa compare nell’espressione della costante di equilibrio.

Infine, in una reazione eterogenea in cui compare una fase solida, questa non viene inclusa nella costante di equilibrio. Ad esempio, nell’equilibrio di dissoluzione del cloruro di argento o nella reazione di decomposizione del Fe₃O_4(s), le specie solide non compaiono nell’espressione della costante di equilibrio.

Queste considerazioni nella valutazione delle dimensioni della costante di equilibrio sono fondamentali per comprendere il comportamento di una reazione chimica e le relazioni tra le differenti fasi coinvolte.