Spostamento dell'equilibrio chimico
Scrivo direttamente la teoria:
Data una reazione d'equilibrio ad una certa temperatura, è possibile spostare l'equilibrio in un senso o nell'altro senza che il valore della costante di equilibrio cambi, modificando alcuni parametri come il volume e la pressione, e aggiungendo o sottraendo qualche componente.
Fin qui tutto ok.
I problemi cominciano quando lo spostamento dell'equilibrio dipende da un aumento del volume.
Il libro fa questo esempio: $PCl_5$ $harr$ $PCl_3$ + $Cl_2$
La costante d'equilibrio è uguale a: $K_c$ = $($ n ($PCl_3$) . n ($Cl_2$) $/$ n ($PCl_5$) $)$ . $1/V$
Ad un aumento del volume V deve corrispondere un aumento del termine
n ($PCl_3$) . n ($Cl_2$) $/$ n ($PCl_5$)
affinché Kc rimanga costante
L'aumento del termine
n ($PCl_3$) . n ($Cl_2$) $/$ n ($PCl_5$)
comporta una crescita dei termini n ($PCl_3$) ed n ($Cl_2$) e una diminuzione del termine $PCl_5$.
Questo significa che la reazione si sposta verso la formazione dei prodotti.
*****************************************
Ma in quest'altro esempio è come se venisse affermato il contrario. Ecco il testo:
In un recipiente del volume iniziale di 1,0 l e alla temperatura di 300 °C si trovano all'equilibrio
2,0 moli di una specie A
2,0 moli di una specie B
4,0 moli di una specie C
Secondo la seguente reazione $A$ + $B$ $harr$ $C$ (tutte le specie sono in fase gassosa)
calcolare il numero di moli delle tre specie nelle nuove condizioni d'equilibrio se il volume del recipiente viene incrementato sino a 2,0 l mantenendo la temperatura costante.
Ho applicato lo stesso ragionamento precedente, in cui l'aumento del volume causa uno spostamento dell'equilibrio verso i prodotti .
La costante d'equilibrio è
$K_c$ = $($ n($C$) $/$ n($A$) . n($B$) $)$ . $1/V$
Quindi se il volume aumenta di conseguenza anche il termine n($A$) . n($B$) $/$ n($C$) deve aumentare affinché la costante d'equilibrio rimanga invariata. E perché questo accada devo avere una riduzione delle moli A e B e un aumento di quelle di C.
Invece il libro dice che "la reazione avviene con una diminuzione del numero di moli e quindi sarà sfavorita da un aumento del volume. Questo significa che le moli di A e di B aumenteranno e quelle di C diminuiranno".
volevo chiedervi: il fatto che il volume aumenti implica sempre uno spostamento verso i prodotti?
dopo il secondo esempio che vi ho scritto ho dei dubbi, non riesco proprio ad uscirne, o forse sono io che ho generalizzato troppo?
Data una reazione d'equilibrio ad una certa temperatura, è possibile spostare l'equilibrio in un senso o nell'altro senza che il valore della costante di equilibrio cambi, modificando alcuni parametri come il volume e la pressione, e aggiungendo o sottraendo qualche componente.
Fin qui tutto ok.
I problemi cominciano quando lo spostamento dell'equilibrio dipende da un aumento del volume.
Il libro fa questo esempio: $PCl_5$ $harr$ $PCl_3$ + $Cl_2$
La costante d'equilibrio è uguale a: $K_c$ = $($ n ($PCl_3$) . n ($Cl_2$) $/$ n ($PCl_5$) $)$ . $1/V$
Ad un aumento del volume V deve corrispondere un aumento del termine
n ($PCl_3$) . n ($Cl_2$) $/$ n ($PCl_5$)
affinché Kc rimanga costante
L'aumento del termine
n ($PCl_3$) . n ($Cl_2$) $/$ n ($PCl_5$)
comporta una crescita dei termini n ($PCl_3$) ed n ($Cl_2$) e una diminuzione del termine $PCl_5$.
Questo significa che la reazione si sposta verso la formazione dei prodotti.
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Ma in quest'altro esempio è come se venisse affermato il contrario. Ecco il testo:
In un recipiente del volume iniziale di 1,0 l e alla temperatura di 300 °C si trovano all'equilibrio
2,0 moli di una specie A
2,0 moli di una specie B
4,0 moli di una specie C
Secondo la seguente reazione $A$ + $B$ $harr$ $C$ (tutte le specie sono in fase gassosa)
calcolare il numero di moli delle tre specie nelle nuove condizioni d'equilibrio se il volume del recipiente viene incrementato sino a 2,0 l mantenendo la temperatura costante.
Ho applicato lo stesso ragionamento precedente, in cui l'aumento del volume causa uno spostamento dell'equilibrio verso i prodotti .
La costante d'equilibrio è
$K_c$ = $($ n($C$) $/$ n($A$) . n($B$) $)$ . $1/V$
Quindi se il volume aumenta di conseguenza anche il termine n($A$) . n($B$) $/$ n($C$) deve aumentare affinché la costante d'equilibrio rimanga invariata. E perché questo accada devo avere una riduzione delle moli A e B e un aumento di quelle di C.
Invece il libro dice che "la reazione avviene con una diminuzione del numero di moli e quindi sarà sfavorita da un aumento del volume. Questo significa che le moli di A e di B aumenteranno e quelle di C diminuiranno".
volevo chiedervi: il fatto che il volume aumenti implica sempre uno spostamento verso i prodotti?
dopo il secondo esempio che vi ho scritto ho dei dubbi, non riesco proprio ad uscirne, o forse sono io che ho generalizzato troppo?
Risposte
ho raggiunto l'illuminazione questa mattina. E' uno dei miei soliti errori stupidi: ho scritto male la costante del secondo esempio. Scrivendola correttamente si ha
$K_c$= $(n($C$) . $1/V$/$(n($A$).$1/V$ . n($B$).$1/V)$
semplificando: $K_c$=n($C$)$/$$(n($A$) . n($B$))$ .$V$
e quindi le moli di C devono diminuire e quelle di A e B devono aumentatare affinchè $K_c$ resti invariato
$K_c$= $(n($C$) . $1/V$/$(n($A$).$1/V$ . n($B$).$1/V)$
semplificando: $K_c$=n($C$)$/$$(n($A$) . n($B$))$ .$V$
e quindi le moli di C devono diminuire e quelle di A e B devono aumentatare affinchè $K_c$ resti invariato
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