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Home Chimica

I.C.E. chart

di Chimicamo
1 Luglio 2021
in Chimica, Stechiometria
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I.C.E. chart- chimicamo

I.C.E. chart- chimicamo

L‘I.C.E. chart è un utile strumento per risolvere problemi relativi a reazioni di equilibrio dove il termine I.C.E. è l’acronimo di Initial Change Equilibrium.

In una I.C.E. chart sono inserite le concentrazioni o le pressioni iniziali a seconda che si stia lavorando con Kc o con Kp. Sono poi inserite le variazioni delle concentrazioni ( o pressioni) delle varie specie del sistema che evolve verso lo stato di equilibrio ed infine le concentrazioni ( o pressioni) delle varie specie del sistema all’equilibrio.

Prima di costruire una I.C.E. chart nel caso siano presenti sia i reagenti che i prodotti è necessario calcolare il quoziente di reazione per poter prevedere se l’equilibrio evolve verso destra (reazione diretta) o verso sinistra (reazione inversa).

Si deve inoltre tener presente che la variazione delle concentrazioni ( o pressioni) di ciascuna specie è correlata alla stechiometria della reazione.

Esempio

Un esempio può essere utile per chiarire i punti da seguire per costruire l’ I.C.E. chart.

Si consideri l’equilibrio gassoso di decomposizione dell’ammoniaca per il quale:

2 NH3(g) ⇄ N2(g) + 3 H2(g)

per il quale a 900 K la costante di equilibrio Kc vale 0.0076.

Una miscela gassosa contenente inizialmente 3.00 moli di NH3, 2.00 moli di N2 e 5.00 moli di H2 viene posta in un recipiente da 5.00 L alla temperatura di 900 K. La reazione evolve fino a raggiungere lo stato di equilibrio. Si vogliano determinare le concentrazioni delle specie all’equilibrio.

Calcoliamo le concentrazioni iniziali:

[NH3] = 3.00/5.00 = 0.600 M

[N2]= 2.00/5.00 = 0.400 M

[H2] = 5.00 / 5.00 = 1.00 M

Possiamo così iniziare e riempire l’ I.C.E. chart

2 NH3 ⇄ N2 3 H2
Stato Iniziale 0.600 0.400 1.00
Variazione
All’equilibrio

 

Poiché sono inizialmente presenti sia i reagenti che i prodotti calcoliamo il quoziente di reazione per prevedere in quale direzione evolve l’equilibrio.

  Composti metallorganici

Qc = [N2][H2]3/[NH3]2 = 0.400 (1.00)3/ (0.600)2 =1.11

Poiché Qc è maggiore rispetto a Kc l’equilibrio si sposta a sinistra.

Nella reazione il coefficiente stechiometrico  di N2 vale 1 e, detta x la variazione di N2 si ha che la variazione di H2 è 3x mentre quella di NH3 è 2x secondo i coefficienti delle specie.

Avendo previsto che la reazione procede verso sinistra possiamo continuare nella costruzione dell’ I.C.E. chart stando attenti ai segni:

 

2 NH3 ⇄ N2 3 H2
Stato Iniziale 0.600 0.400 1.00
Variazione +2x – x – 3x
All’equilibrio

 

Possiamo esprimere le concentrazioni delle specie all’equilibrio sommando i valori corrispondenti allo stato iniziale e alla variazione di ciascuna specie:

2 NH3 ⇄ N2 3 H2
Stato Iniziale 0.600 0.400 1.00
Variazione +2x – x – 3x
All’equilibrio 0.600+2x 0.400-x 1.00-3x

Sostituiamo questi valori nell’espressione della costante di equilibrio:

Kc = [N2][H2]3/[NH3]2 = (0.400 -x)(1.00 -3x)3/ (0.600+2x)2

Usando il metodo delle approssimazioni successive si ottiene x = 0.216 da cui

[N2] = 0.400 – 0.216 = 0.184 M

[H2] = 1.00 – 3 ( 0.216) = 0.352 M

[NH3] = 0.600 + 2( 0.216) = 1.03 M

Si rammenti che se sono inizialmente presenti solo i reagenti la reazione procede verso destra mentre se sono presenti inizialmente solo i prodotti la reazione procede verso sinistra.

Tags: costante di equilibrioesempieserciziquoziente di reazionestechiometria

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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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