[Chimica generale] Aggiunta di gas inerte ad equilibrio chimico

[daniele912]

Salve a tutti!
Stavo cercando di risolvere questo esercizio:

Considera la reazione in fase gassosa:
2CO (g) + O2 (g) = 2CO2 (g)
Se si aggiunge elio gassoso quale delle seguenti affermazioni è vera?
(1 punto)

A) Se l’elio è aggiunto senza variare la pressione, la posizione di equilibrio si sposterà a sinistra
B) Se l’elio è aggiunto senza variare la pressione, le pressioni parziali dei reagenti e dei prodotti aumenteranno
C) Se l’elio è aggiunto senza variare il volume, il quoziente di reazione Qc sarà minore della costante di equilibrio Kc
D) Se l’elio è aggiunto senza variare il volume, la posizione di equilibrio si sposterà a destra
E) Se l’elio è aggiunto senza variare il volume, le pressioni parziali dei reagenti e dei prodotti diminuiranno.

Partendo dal presupposto che un aumento della pressione sposta l'equilibrio nella direzione che comporta una diminuzione del numero delle moli e che un aumento del volume sposta l'equilibrio nella direzione che comporta un aumento del numero delle moli, ho cercato di svolgere l'esercizio ragionando in questo modo.
La risposta A mi sembra corretta perché se non si varia la pressione, l'aggiunta del gas inerte determina un aumento di volume e di conseguenza la reazione si sposterà verso sinistra (aumento del numero di moli); la risposta B non è corretta perché l'aggiunta del gas inerte determina un aumento del numero delle moli totali e quindi le pressioni parziali diminuiscono e non aumentano; la risposta C non è corretta in quanto non c'è variazione del $Q_c$ o del $K_c$; la risposta D a me sembra corretta: se aggiungo un gas inerte senza variare il volume ci deve essere un conseguente aumento della pressione totale e, siccome la pressione aumenta, l'equilibrio si sposta a destra perché c'è una diminuzione del numero delle moli. Infine, la E non è corretta perché, non variando il volume, la pressione totale aumenta e dunque le pressioni parziali non diminuiranno bensì subiranno un aumento.
Dalle soluzioni, so che la risposta corretta è la A, ma a me sembra corretta anche la D! Qualcuno può spiegarmi cosa sto sbagliando?
Grazie in anticipo a tutti coloro che risponderanno!

[Vikhr]

Nel cercare di risponderti (perdonami se non ti ho risposto prima: ho ripassato per l'esame di Matematica fino al quasi svenimento in sede di colloquio e mi sono dovuto concedere una certa pausa) parto dal presupposto che esercizi come questo (l'influenza di un gas inerte su un equilibrio di gas reattivi) non li ho mai fatti in preparazione dell'esame di Chimica Generale e durante l'esame stesso. Quello che io penso è che aggiungendo elio gassoso all'equilibrio (a proposito, sono certo del fatto che come l'hai scritta l'equazione non è quella di una reazione chimica, e in particolare di un equilibrio: l'uguale puoi a questo proposito rimpiazzarlo con \rightleftharpoons della tabella 4 dei Simboli LaTex) senza cambiare il volume del sistema la concentrazione delle altre specie gassose della miscela non cambia (e quindi non cambiano le pressioni parziali delle specie gassose, ipotizzando che valga la legge dei gas perfetti) essendo il volume costante. Sarebbe stato differente se avessi aggiunto uno dei gas partecipanti all'equilibrio, sempre a volume costante: in quel caso sarebbe aumentata la concentrazione di una delle specie reattive e quindi sarebbe valso il principio di Le Chatelier. Perciò la A è la risposta giusta.

È un qualcosa che interessa anche a me, perché spesso quando bisogna ragionare in questi termini io sbaglio, specie quando mi viene dato poco tempo. In casi come questi ti consiglierei di parlarne con il professore, anche perché potrebbe apprezzare il tuo interesse per la materia e soprattutto la tua umiltà (ragione per cui non ti preoccupare se sbagli domande di questo tipo agli esami: evidentemente ti manca un certo tipo di ragionamento, che forse manca anche a me, ma che con il tempo imparerai sicuramente).