Equilibrio chimico Le Chatelier ripasso

Che cos'è l'equilibrio chimico?

È uno stato in cui le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti rimangono costanti nel tempo.

Formula dell'equilibrio chimico

$\displaystyle K_{eq} = \frac{[prodotti]}{[reagenti]}$ (a concentrazioni molari, a temperatura costante).

A cosa serve il principio di Le Chatelier?

Prevede come un sistema in equilibrio reagisce a variazioni di condizioni esterne.

Cosa è $\displaystyle K_{eq}$?

Costante di equilibrio che rappresenta il rapporto tra le concentrazioni degli stati finali e iniziali.

Vero o falso: l'equilibrio chimico è statico.

Falso. È dinamico, con reazioni in corso sia in avanti che all'indietro.

Differenza tra equilibrio chimico e equilibrio fisico?

L'equilibrio chimico coinvolge reazioni chimiche, l'equilibrio fisico non cambia la composizione chimica.

Cosa determina la posizione dell'equilibrio?

Le concentrazioni iniziali dei reagenti e dei prodotti e la temperatura.

Che effetto ha un aumento della temperatura?

Favorisce la reazione endotermica, spostando l'equilibrio verso i prodotti.

Cosa succede se aumenta la pressione?

L'equilibrio si sposta verso il lato con meno moli di gas.

Esempio di reazione all'equilibrio:

$\displaystyle N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$.

Cosa è un catalizzatore?

Una sostanza che accelera la velocità di una reazione senza alterare l'equilibrio.

Che ruolo ha l'energia libera di Gibbs?

Determina la spontaneità delle reazioni: $\displaystyle \Delta G < 0$ è spontanea.

Riempire il vuoto: l'equilibrio chimico è raggiunto quando...

le velocità delle reazioni dirette e inverse sono uguali.

Qual è l'unità di misura di $\displaystyle K_{eq}$?

Dipende dalle dimensioni delle moli; può essere adimensionale.

Cosa significa $\displaystyle K_{eq} > 1$?

Favorisce i prodotti rispetto ai reagenti nell'equilibrio.

Qual è l'effetto di un diluizione su un equilibrio?

Spesso sposta l'equilibrio verso il lato con più moli di soluto.

Principio di Le Chatelier

Se un sistema in equilibrio è disturbato, si sposta per minimizzare questo disturbo.

Effetto di aumentare la concentrazione

Aumentando la concentrazione di un reagente, l'equilibrio si sposta verso i prodotti.

Effetto della temperatura

Aumentando la temperatura, l'equilibrio si sposta verso il lato endoterma della reazione.

Vero o falso: L'equilibrio non si sposta con variazione di pressione.

Falso. L'equilibrio si sposta verso il lato con meno moli gassose.

Aumento della pressione

Se aumenta la pressione, l'equilibrio si sposta verso il lato con meno moli di gas.

Equilibrio nella reazione: N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃

Aumento di N₂ → Spostamento verso NH₃ (prodotti).

Cosa succede al calore in una reazione esotermica?

Il calore si considera un prodotto. Aumenta la temperatura → equilibrio verso i reagenti.

Effetto di un catalizzatore

Il catalizzatore non modifica la posizione di equilibrio, ma accelera il raggiungimento.

Differenza tra equilibrio dinamico e statico

Dinamico: reazioni avvengono in entrambe le direzioni. Statico: nessun cambiamento.

Come influenzano i solventi l'equilibrio?

Aggiunta di un solvente può diluire i reagenti, spostando l'equilibrio verso i prodotti.

Effetto di diminuire il volume

Diminuzione del volume aumenta la pressione, spostando l'equilibrio verso il lato con meno moli.

Equilibrio della reazione: H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)

Aumento di HI → Spostamento verso H₂ e I₂.

Vero o falso: Le Chatelier si applica solo alle reazioni gassose.

Falso. Si applica a tutte le reazioni in equilibrio.

Legge di azione di massa

La costante di equilibrio K è espressa come K = $\displaystyle \frac{[prodotti]}{[reagenti]}$.

Aumento di temperatura in reazione esotermica

Spostamento verso i reagenti per minimizzare l'effetto del calore aggiunto.

Applicazioni del principio di Le Chatelier?

- Modifiche della concentrazione - Variazione di pressione - Cambiamenti di temperatura - Reazioni in equilibrio spostate verso prodotti o reagenti a seconda della variazione applicata.

Cosa succede all'equilibrio se aumenta la temperatura?

L'equilibrio si sposta verso il lato endotermico della reazione.

Effetto della pressione sull'equilibrio?

Aumentando la pressione, l'equilibrio si sposta verso il lato con meno moli di gas.

L'aumento della concentrazione di un reagente causa...

...uno spostamento dell'equilibrio verso la formazione dei prodotti.

Cosa provoca la diminuzione della temperatura?

Spinta verso il lato esotermico della reazione.

Vero o falso: l'aggiunta di un catalizzatore cambia l'equilibrio.

Falso - il catalizzatore accelera la reazione ma non altera l'equilibrio.

Concentrazione 1 2 3.

Aumento di $\displaystyle ext{[A]}$ 1 2 3 prodotti.

Effetto della diluizione sull'equilibrio?

Può spostare l'equilibrio verso il lato con più moli di soluto.

Cosa succede con l'aumento della concentrazione del prodotto?

L'equilibrio si sposta verso il lato dei reagenti.

Aumento della temperatura in reazione esotermica?

Si sposta verso i reagenti.

Cosa influisce sulla posizione dell'equilibrio?

- Temperatura - Pressione - Concentrazione

Effetto della pressione in una reazione con 3 moli e 2 moli?

L'equilibrio si sposta verso le 2 moli di gas.

Cosa significa variazione di pressione a equilibrio?

Comporta uno spostamento verso il lato con meno moli di gas.

Vero o falso: la temperatura influisce solo su reazioni esotermiche.

Falso - influisce su tutte le reazioni chimiche.

Equilibrio e catalizzatore: causa o effetto?

Effetto - non cambia la posizione dell'equilibrio.

Riempire il vuoto: Aumento di pressione → ...

...l'equilibrio si sposta verso meno moli di gas.

Cosa accade se diminuisco la concentrazione di un prodotto?

L'equilibrio si sposta verso i prodotti.

Reazione di Haber

$\displaystyle N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$ è un esempio di equilibrio chimico.

Equilibrio di dissoluzione

$\displaystyle AgCl(s) \rightleftharpoons Ag^+(aq) + Cl^-(aq)$.

Cosa succede aumentando la temperatura?

Aumenta la concentrazione dei prodotti se la reazione è endoterma.

Esempio di equilibrio acido-base

$\displaystyle HA \rightleftharpoons H^+ + A^-$, equilibrio tra acido e ioni.

Vero o falso: Aggiungere un catalizzatore altera l'equilibrio.

Falso, il catalizzatore accelera la reazione senza alterare l'equilibrio.

Equilibrio di esterificazione

$\displaystyle RCOOH + R'OH \rightleftharpoons RCOOR' + H_2O$.

Cosa provoca l'aumento della pressione?

La reazione si sposta verso il lato con meno molecole di gas.

Esempio di reazione esotermica

$\displaystyle C(s) + O_2(g) \rightleftharpoons CO_2(g) + energia$.

Vero o falso: Abbassare la temperatura favorisce una reazione esotermica.

Vero, favorisce la formazione di prodotti.

Esempio di equilibrio ionico

$\displaystyle CaCO_3(s) \rightleftharpoons Ca^{2+}(aq) + CO_3^{2-}(aq)$.

Cosa succede aggiungendo un reagente a un equilibrio?

Aumenta la concentrazione dei prodotti o dei reagenti, a seconda della reazione.

Differenza tra equilibrio statico e dinamico

Statico: nessun movimento. Dinamico: reazioni avvengono continuamente.

Reazione di sintesi dell'ammoniaca

$\displaystyle N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$.

Cosa provoca il cambiamento del volume?

Alterazione della pressione, sposta l'equilibrio verso il lato con meno gas.

Esempio di equilibrio di deformazione

$\displaystyle 2H_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2H_2O(g)$.

Equilibrio di dissociazione

$\displaystyle C_2H_4(g) \rightleftharpoons C_2H_2(g) + H_2(g)$.