Il Principio di Le Chatelier e le sue applicazioni nella chimica
Il Principio di Le Chatelier è un concetto fondamentale per prevedere come si sposta l’equilibrio chimico e determinare le concentrazioni delle specie dopo variazioni nel sistema. Questo principio afferma che un sistema all’equilibrio reagisce a sollecitazioni esterne spostando l’equilibrio in modo da opporsi alla sollecitazione.
Le variazioni di pressione, temperatura e aggiunta di reagenti o sottrazione di prodotti possono influenzare l’equilibrio chimico. Ad esempio, l’aggiunta di A o B o la sottrazione di C o D sposterà l’equilibrio verso destra, mentre l’aumento di pressione sposterà l’equilibrio a destra se (a+b) > (c+d) e a sinistra se (a+b) < (c+d). L'aumento di temperatura, invece, sposterà l'equilibrio a destra in una reazione endotermica e a sinistra in una reazione esotermica.
Per comprendere meglio l'applicazione del principio, consideriamo due esercizi pratici:
Esercizio 1: Calcolo di Kc e variazione delle concentrazioni
Dato un equilibrio A + B ⇄ C + D con concentrazioni iniziali di A, B, C e D rispettivamente 1.75 · 10^-2 M, 1.12 · 10^-2 M, 1.90 · 10^-3 M e 2.08 · 10^-3 M, si calcola Kc e si prevedono le nuove concentrazioni se vengono aggiunte 2.80 · 10^-3 M di A. Dopo aver calcolato Kc e aggiunto A, si determinano le nuove concentrazioni tenendo conto dello spostamento dell'equilibrio.
Esercizio 2: Calcolo delle pressioni parziali sul equilibrio gassoso
Dato un equilibrio COCl2 = CO + Cl2 con Kp = 4.81, si calcolano le pressioni parziali delle specie a) quando COCl2 viene introdotto alla pressione parziale di 1.20 atm; b) quando vengono introdotti COCl2 alla pressione iniziale di 1.20 atm e CO alla pressione parziale di 0.50 atm. Si risolvono le pressioni parziali considerando lo spostamento dell'equilibrio in risposta alle variazioni nel sistema.
Il Principio di Le Chatelier è fondamentale per comprendere in che modo le reazioni chimiche raggiungono l'equilibrio e come reagiscono alle variazioni nelle condizioni del sistema. Questo principio fornisce un quadro teorico solido per prevedere e comprendere il comportamento delle reazioni chimiche in risposta a variazioni esterne.
