Termodinamica Chimica
Ciao, volevo un aiuto su alcune parti di questo argomento che non sono stato in grado di capire per bene..
Ad esempio, un esercizio del genere:
(la freccia centrale sarebbe la doppia freccia della reazione.. $K_p$ è la costante di equilibrio della reazione scritte mediante le pressioni)
La reazione: $NO_(2(g)) harr NO_(g)+1/2O_2$ è endotermica. $K_p$ aumenta se ..
Sul libro indica "si aumenta la temperatura"
Io non riesco a capirne il motivo poichè ragionando come ho fatto io non ho gli stessi risultati.
Allora, considero che da $1$ mole di reagenti si passa ad $1,5$ moli di prodotti per cui nella reazione si verifica un espansione. Per la legge dei gas perfetti ciò si traduce in una diminuzione di pressione. $K_p$ se al posto delle pressioni parziali dei gas si esprime tramite la pressione totale e le frazioni molari dei gas diventa
$K_p=(p_(NO)*p_(O_2)^(1/2))/(p_(NO_2))=(x_1*x_2)/(x_3)*P^(1/2)$ per cui all'aumentare di $K_p$ aumenta anche $P$ il che significa che l'equilibrio si sposta verso sinistra(visto quanto detto sopra a proposito della pressione). Ricordando che in una reazione Endotermica l'aumentare della temperatura comporta l'aumento della $K_(eq)$, costante di equilibrio, io dovrei considerare che per quanto detto prima la reazione dovrebbe spostarsi verso sinistra, quindi la $K_eq$ dovrebbe diminuire, quindi la temperatura dovrebbe pure diminuire.
Ecco però che dopo sto gran ragionamento(che sono sicuro si rivelerà dispersivo ed errato
) il risultato non è quello che mi aspetto.
Chi mi aiuta?
Ad esempio, un esercizio del genere:
(la freccia centrale sarebbe la doppia freccia della reazione.. $K_p$ è la costante di equilibrio della reazione scritte mediante le pressioni)
La reazione: $NO_(2(g)) harr NO_(g)+1/2O_2$ è endotermica. $K_p$ aumenta se ..
Sul libro indica "si aumenta la temperatura"
Io non riesco a capirne il motivo poichè ragionando come ho fatto io non ho gli stessi risultati.
Allora, considero che da $1$ mole di reagenti si passa ad $1,5$ moli di prodotti per cui nella reazione si verifica un espansione. Per la legge dei gas perfetti ciò si traduce in una diminuzione di pressione. $K_p$ se al posto delle pressioni parziali dei gas si esprime tramite la pressione totale e le frazioni molari dei gas diventa
$K_p=(p_(NO)*p_(O_2)^(1/2))/(p_(NO_2))=(x_1*x_2)/(x_3)*P^(1/2)$ per cui all'aumentare di $K_p$ aumenta anche $P$ il che significa che l'equilibrio si sposta verso sinistra(visto quanto detto sopra a proposito della pressione). Ricordando che in una reazione Endotermica l'aumentare della temperatura comporta l'aumento della $K_(eq)$, costante di equilibrio, io dovrei considerare che per quanto detto prima la reazione dovrebbe spostarsi verso sinistra, quindi la $K_eq$ dovrebbe diminuire, quindi la temperatura dovrebbe pure diminuire.
Ecco però che dopo sto gran ragionamento(che sono sicuro si rivelerà dispersivo ed errato
) il risultato non è quello che mi aspetto.Chi mi aiuta?
Risposte
"Dust":
Allora, considero che da $1$ mole di reagenti si passa ad $1,5$ moli di prodotti per cui nella reazione si verifica un espansione. Per la legge dei gas perfetti ciò si traduce in una diminuzione di pressione.
Secondo me qui fai un'errore.
Supponiamo che la reazione avvenga a temperatura costante. Sappiamo che p=NRT dove N è il numero di moli, R la costante universale dei gas perfetti e T la temperatura del sistema. Se nella trasformazione il numero di moli aumenta, allora aumenta anche la pressione. Se aumentiamo la temperatura, a sua volta la pressione aumenta.
Nessun altro sa dirmi qualcosa?
La costante di equilibrio si può scrivere come $K(T)=K_p*K_phi$ dove $K_p$ è un termine dato dalla produttoria delle pressioni parziali delle singole specie elevate al coefficioente stechiometrico, mentre $K_phi$ è dato dalla produttoria dei coefficienti di fugacità elevati al coefficiente stechiometrico. Nell'ipotesi di gas perfetto $K(T)=K_p$ D'altra parte si sa che $(dlnK(T))/(dT)=(DeltaH)/(RT)$ se la reazione è endotermica la costante di equilibrio cresce con la temperatura etc etc
Quindi tu mi dici che basta tenere conto della relazione tra la $K$(che coincide con $K_p$) e del tipo di reazione, ossia
Reazione Endotermica: $K$ aumenta, $T$ aumenta
Reazione Esotermica: $K$ aumenta, $T$ diminuisce
??
MA allora perchè in questo esempio:
LA reazione $N_2H_(4(g)) harr N_(2(g)) + 2H_(2(g))$ è esotermica. $K_p$ diminuisce...
la risposta è "se si diminuisce la temperatura"..
Reazione Endotermica: $K$ aumenta, $T$ aumenta
Reazione Esotermica: $K$ aumenta, $T$ diminuisce
??
MA allora perchè in questo esempio:
LA reazione $N_2H_(4(g)) harr N_(2(g)) + 2H_(2(g))$ è esotermica. $K_p$ diminuisce...
la risposta è "se si diminuisce la temperatura"..
Non mi risulta. La costante di equilibrio di una reazione esotermica cala al crescere della temperatura.
Dipende dall'equazione di Van't Hoff.
Dipende dall'equazione di Van't Hoff.
Per cui hanno sbagliato sul libro.. Cmq a me era sorto il dubbio perchè ho trovato 2 esercizi con soluzioni che non si attendevano alla schematizzazione che ho scritto sopra(riguardo il modo in cui si rapportano K e T se la reazione è Esotermica o endotermica), per cui pensavo che bisognasse fare altri ragionamenti un po' diversi..
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