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Home Chimica

Equilibrio chimico: quando la costante è grande

di Chimicamo
20 Giugno 2021
in Chimica, Stechiometria
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Equilibrio chimico: quando la costante è grande -chimicamo

Equilibrio chimico: quando la costante è grande -chimicamo

Negli esercizi sull'equilibrio chimico sia esso omogeneo che eterogeneo, sia in soluzione che in fase gassosa, il valore della costante di equilibrio è generalmente basso. Ciò consente di semplificare i calcoli in quanto spesso si può trascurare qualche grandezza rispetto a un'altra. Si verificano, tuttavia, casi in cui questa semplificazione non può essere fatta ed in tal caso bisogna risolvere un'equazione che è in genere di 2° e valutare quale delle due radici prendere in considerazione.

Esercizi

1)Il pentacloruro di fosforo si decompone secondo la reazione:

PCl5(g)⇌ PCl3(g)+ Cl2(g)

Se 1.00 moli di PCl5 sono messe in un contenitore avente volume 5.00 L determinare la composizione della miscela all'equilibrio.
La costante di equilibrio Kc a 523 K vale 1.80. 

La concentrazione iniziale del pentacloruro di fosforo vale 1.00/5.00 = 0.200 M

Per risolvere questo esercizio costruiamo una I.C.E. chart:

 

PCl5 ⇌ PCl3 Cl2
Stato iniziale 0.200
Variazione – x + x +x
All'equilibrio 0.200 -x x x

 

L'espressione della costante di equilibrio è:
Kc = [PCl3][Cl2]/[ PCl5]

Sostituendo i valori si ha:

1.80 = (x)(x)/ 0.200-x

Poiché il valore di Kc è alto non può essere trascurata la x sottrattiva al denominatore pertanto va risolta l'equazione di 2°

0.36 – 1.80 x = x2

Riordinando

x2 + 1.80 x – 0.36 = 0

Risolvendo l'equazione di ottengono due radici: x1 = 0.182 e x2 = – 1.99

La seconda radice va senz'altro esclusa in quanto una concentrazione non può avere valore negativo pertanto all'equilibrio:

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[PCl3]= [Cl2] = x = 0.182 M

[PCl5] = 0.200 – 0.182 = 0.018 M

 

2)1.00 moli di H2, 2.00 moli di I2 e 3.00 moli di HI sono messe in un contenitore avente volume 1.00 L. Calcolare la composizione della miscela all'equilibrio a una certa temperatura alla quale la costante relativa all'equilibrio:

H2 + I2 ⇌ 2 HI

vale 45.9

Le concentrazioni iniziali delle tre specie sono:

[H2] = 1.00/1.00 = 1.00 M

[I2] = 2.00/1.00 = 2.00 M

[HI] = 3.00/1.00 = 3.00 M

Per prevedere la direzione della reazione calcoliamo il quoziente di reazione:
Q = [HI]2/[H2][I2] = (3.00)2c

ADVERTISEMENTS

Pertanto la reazione si ha una reazione da sinistra verso destra

Per risolvere questo esercizio costruiamo una I.C.E. chart:

H2 I2 ⇌ 2 HI
Stato iniziale 1.00 2.00 3.00
Variazione – x – x + 2x
All'equilibrio 1.00 -x 2.00 -x 3.00 +2x

 

L'espressione della costante di equilibrio è:
Kc = [HI]2/[H2][I2]

Sostituendo i valori si ha:

45.9 = (3.00+2x)2/(1.00-x)(2.00-x) = 9 + 4 x2 + 12 x/x2 – 3x + 2

Svolgendo e riordinando si ha:

41.9 x2 – 149.7 x + 82.8 = 0

Risolvendo l'equazione si ottengono due radici: x1= 0.684 e x2= 2.89

In questo caso entrambe le radici sono positive quindi si deve valutare quale delle due non debba essere considerata.

Se sottraessimo 2.89 a 1.00 o a 2.00 si avrebbero 2 valori negativi quindi la radice 2.89 va esclusa.

All'equilibrio:

[I2] = 2.00 – 0.684 = 1.32 M

[H2] = 1.00 – 0.684 = 0.316 M

[HI] = 3.00 + 2 ∙ 0.684 = 4.37 M

 

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Tags: equilibri eterogeneiequilibri omogeneiesercizi svoltiI.C.E. chart

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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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