Il quoziente di reazione: calcolo e applicazioni
Il concetto di quoziente di reazione consente di prevedere la direzione di una reazione di equilibrio considerando le concentrazioni iniziali delle sostanze coinvolte o, nel caso di un equilibrio gassoso, le pressioni parziali delle specie coinvolte. Per ogni insieme di concentrazioni iniziali è possibile definire un rapporto di concentrazioni con la stessa forma della costante di equilibrio, chiamato quoziente di reazione e indicato con Qc.
Applicazioni del quoziente di reazione
Se il quoziente di reazione è uguale alla costante di equilibrio, la reazione è in equilibrio. Se Qc è minore di Kc, si verifica una reazione diretta, mentre se è maggiore si verifica una reazione inversa.
Esercizi svolti
Esercizio 1
L’espressione del quoziente di reazione per la reazione H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI (g) è Qc = [HI]^2/ [H2][I2]. Con le concentrazioni fornite, si calcola Qc e si prevede la direzione della reazione.
Esercizio 2
Per la reazione SO2Cl2 ⇌ SO2 + Cl2, si calcola il quoziente di reazione Qc e si prevede la direzione della reazione, sapendo che Kc a quella temperatura è pari a 0.078.
Esercizio 3
Si calcola il quoziente di reazione e si prevede la direzione della reazione per la reazione CO + H2O ⇌ CO2 + H2, con le concentrazioni delle specie fornite.
Esercizio 4
Per la reazione N2 + 3 H2 ⇌ 2 NH3, si calcola il quoziente di reazione Qc e si prevede la direzione della reazione, conoscendo le concentrazioni iniziali e la costante di equilibrio Kc.
In ogni esercizio, dopo aver calcolato il quoziente di reazione, si prevede la direzione della reazione in base ai confronti con la costante di equilibrio.
