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.
Indice Articolo
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.
