Le reazioni reversibili si verificano in entrambe le direzioni, ma ogni reazione reversibile si stabilisce in una posizione di "equilibrio". Se si vuole caratterizzare l'equilibrio di una tale reazione, la costante di equilibrio descrive l'equilibrio tra i prodotti e i reagenti. Calcolare la costante di equilibrio richiede la conoscenza delle concentrazioni dei prodotti e dei reagenti nella reazione quando è in equilibrio. Il valore della costante dipende anche dalla temperatura e se la reazione è esotermica o endotermica.
TL; DR (Troppo lungo, non letto)
Per la reazione generica:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Qui, le lettere minuscole sono il numero di moli di ciascuna, le lettere maiuscole sostituiscono i componenti chimici della reazione e le lettere in parentesi rappresentano lo stato della materia. Si trova la costante di equilibrio della concentrazione con l'espressione:
K c = [G] g [H] h ÷ [A] a [B] b Per le reazioni esotermiche, l'aumento della temperatura riduce il valore della costante e, per le reazioni endotermiche, l'aumento della temperatura aumenta il valore della costante. Calcolo della costante di equilibrio La formula per la costante di equilibrio fa riferimento a una reazione generica "omogenea" (dove gli stati della materia per i prodotti e i reagenti sono gli stessi), che è: aA (g) + bB ( g) ⇌ gG (g) + hH (g) Dove le lettere minuscole rappresentano il numero di moli di ciascun componente nella reazione e le lettere maiuscole sostituiscono le sostanze chimiche coinvolte nella reazione e la lettera (g) tra parentesi rappresenta lo stato della materia (gas, in questo caso). La seguente espressione definisce la costante di equilibrio della concentrazione (K c): K c = [G] g [H] h ÷ [ ,null,null,3],A] a [B] b Qui, le parentesi quadre sono per le concentrazioni (in moli per litro) per ciascuno dei componenti della reazione, all'equilibrio. Si noti che le moli di ciascun componente nella reazione originale sono ora esponenti nell'espressione. Se la reazione favorisce i prodotti, il risultato sarà maggiore di 1. Se favorisce i reagenti, sarà inferiore a 1. Per le reazioni non omogenee, i calcoli sono gli stessi, tranne i solidi, i liquidi puri e i solventi sono tutti semplicemente contati come 1 nei calcoli. La costante di equilibrio della pressione (K p) è molto simile, ma è usata per le reazioni che coinvolgono i gas. Invece delle concentrazioni, utilizza pressioni parziali di ciascun componente: K p = p G gp H h ÷ p A ap B b Qui, (p G) è la pressione del componente (G) e così via, e le lettere minuscole rappresentano il numero di moli nell'equazione per la reazione. Esegui questi calcoli in modo abbastanza simile, ma dipende da quanto sai sulle quantità o pressioni dei prodotti e dei reagenti in equilibrio. È possibile determinare la costante utilizzando le quantità iniziali conosciute e una quantità di equilibrio con un po 'di algebra, ma generalmente è più semplice con le concentrazioni o le pressioni di equilibrio conosciute. Come la temperatura influisce sulla costante di equilibrio Modifica la pressione o le concentrazioni delle cose presenti nella miscela non cambia la costante di equilibrio, sebbene entrambe possano influenzare la posizione di equilibrio. Questi cambiamenti tendono a annullare l'effetto della modifica che hai fatto. La temperatura, d'altra parte, cambia la costante di equilibrio. Per una reazione esotermica (che rilascia calore), l'aumento della temperatura riduce il valore della costante di equilibrio. Per le reazioni endotermiche, che assorbono il calore, l'aumento della temperatura aumenta il valore della costante di equilibrio. La relazione specifica è descritta nell'equazione van't Hoff: ln (K 2 ÷ K 1) = (-ΔH 0 ÷ R) × ( 1 /T 2 - 1 /T 1) Dove (ΔH 0) è il cambiamento nell'entalpia della reazione, (R) è il gas universale costante, (T 1) e (T 2) sono le temperature iniziali e finali, e (K 1) e (K 2) sono i valori iniziali e finali della costante.
