<h3>I concetti fondamentali delle reazioni chimiche in equilibrio
Ogni reazione in equilibrio è caratterizzata da una costante specifica, nota come costante di equilibrio, che rimane costante a diversi valori di pressione, volume e varia soltanto con la temperatura. Durante una reazione chimica, la concentrazione dei reagenti diminuisce mentre quella dei prodotti aumenta. Quando tutti i reagenti si trasformano completamente in prodotti, si ha una reazione completa, altrimenti si parla di reazione in equilibrio.
In una reazione in equilibrio, la velocità di formazione dei prodotti è uguale alla velocità di formazione dei reagenti e non vi è variazione dell’energia libera di Gibbs.
Espressione della costante di equilibrio
La legge di azione di massa, formulata da Peter Waage e Cato Guldberg nel 1864, si espresso tramite l’equazione:
[ K = frac{ [C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b} ]
dove a, b, c e d sono i coefficienti stechiometrici delle specie coinvolte. Le specie solide e l’acqua, se non reagente, non compaiono nell’espressione della costante di equilibrio.
Calcolo della costante di equilibrio per diverse reazioni
– Per la reazione (2A_{(g)} + B_{(g)} rightleftharpoons 2C_{(g)}), la costante di equilibrio è (K = [C]^2/[A]^2[B])
– Per la reazione (H_{2(g)} + I_{2(g)} rightleftharpoons 2HI_{(g)}), la costante è (K = [HI]^2/[H_2][I_2])
– Per la reazione (N_2O4_{(g)} + O_3_{(g)} rightleftharpoons N_2O5_{(s)} + O_2_{(g)}), la costante è (K = [O_2]/[N_2O_4][O_3])
Nel calcolo della costante di equilibrio per reazioni diverse, è fondamentale considerare le concentrazioni delle specie coinvolte all’equilibrio per ottenere il valore corretto della costante. Seguendo le formule specifiche, è possibile determinare la costante di equilibrio per ciascuna reazione.