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Home Chimica

Costante di equilibrio. Esercizi svolti

di Chimicamo
2 Luglio 2021
in Chimica, Stechiometria
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costante di equilibrio-chimicamo

costante di equilibrio-chimicamo

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Una reazione reversibile, ovvero una reazione in cui reagenti e prodotti coesistono in un equilibrio chimico dinamico è caratterizzata da una costante di equilibrio che varia solo al variare della temperatura.

Data la generica reazione:

aA + bB ⇄ cC + dD

l'espressione della costante di equilibrio Kc è data da:

Kc = [C]c[D]d/[A]a[B]b

Questa è l'espressione generale della legge dell'azione di massa enunciata da Guldberg e Waage secondo la quale in una reazione di equilibri, è costante il rapporto fra il prodotto delle concentrazioni molari del prodotti di reazione e il prodotto delle concentrazioni molari delle sostanze reagenti, ciascuna elevata a un esponente pari al coefficiente di reazione.

Per gli equilibri gassosi è spesso usata un'altra costante Kp in cui alle concentrazioni sono sostituite le pressioni parziali dei gas. Le due costanti sono correlate dall'espressione:

Kp = Kc(RT) – Δn

dove Δn = (c + d) – (a+b)

Esercizi

1)      Scrivere le espressioni della costante Kc relativa ai seguenti equilibri:

2 O3(g) ⇄ 3 O2(g)

2 NO(g) + Cl2(g) ⇄ 2 NOCl(g)

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) ⇄ Ag(NH3)2+(aq)

Usando la legge di azione di massa:

Kc= [O2]3/[ O3]2

Kc = [NOCl]2/[NO]2[Cl2]2

per la formazione del complesso diammino argento :Kc = [Ag(NH3)2+][Ag+][NH3]

2)      Scrivere le espressioni della costante Kc relativa ai seguenti equilibri:

ADVERTISEMENTS

CO2(g) + H2(g) ⇄ CO(g) + H2O(l)

SnO2(s) + 2 CO(g)  ⇄ Sn(s) + 2 CO2(g)

Le reazioni si riferiscono a equilibri eterogenei ovvero equilibri in cui sono presenti fasi diverse. Nell'espressione della costante di equilibrio vanno omessi i solidi, i liquidi e i solventi. Pertanto le rispettive espressioni sono:
Kc = [CO]/[ CO2][ H2]

Kc = [CO2]2/ [CO]2

 

3)      Data la reazione:  N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g) per la quale a 300 °C il valore di Kc è pari a 9.60 determinare il valore di Kp

Valutiamo il valore di Δn

Δn = 2 – ( 1 + 3) = – 2

La temperatura espressa in gradi kelvin vale: T = 273 + 300 = 573

Kp = Kc(RT) – Δn = 9.60 ( 0.08206 · 573)-2 = 0.00434

4)      Data la reazione: N2(g) + O2(g) ⇄ 2 NO(g)  per la quale alla temperatura di 25 °C il valore di Kc è pari a 1 · 10-30 calcolare il valore della Kc per la reazione 2 NO(g)  ⇄ N2(g) + O2(g)

L'espressione della Kc relativa alla prima reazione è data da Kc = [NO]2/[N2][O2] mentre quella relativa alla seconda reazione è Kc = [N2][O2]/[NO]2 che è l'inverso della prima. Quindi la Kc relativa alla seconda reazione vale: Kc = 1/ 1 · 10-30 = 1 · 1030

5)      Date le seguenti reazioni:  HF(aq)⇄ H+(aq) + F–(aq) e H2C2O4(aq) ⇄ 2 H+(aq) + C2O42-(aq) per le quali i valori delle costanti di equilibrio sono rispettivamente Kc= 6.8 · 10-4  e Kc = 3.8 · 10-6 determinare la costante di equilibrio relativa alla reazione 2 HF(aq) + C2O42-(aq) ⇄ 2 F–(aq) + H2C2O4(aq)

Moltiplicando per 2 la prima reazione si ha:

2 HF(aq)⇄ 2 H+(aq) + 2 F–(aq)  per la quale Kc = (6.8 · 10-4  )2 =  4.6 · 10-7

Per la reazione 2 H+(aq) + C2O42-(aq) ⇄ H2C2O4(aq)  si ha che Kc = 1 /3.8 · 10-6 = 2.6 ·105

Pertanto la Kc relativa alla reazione  2 HF(aq) + C2O42-(aq) ⇄ 2 F–(aq) + H2C2O4(aq)ottenuta sommando membro a membro le ultime due reazione vale Kc = (4.6 · 10-7)( 2.6 ·105) = 0.12

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Tags: acido fluoridricoacido ossalicoammoniacapressioni parziali

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Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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