Metodo per determinare le pressioni all’equilibrio

Per trovare le quantità di ogni specie presente all’equilibrio bisogna conoscere:

1)      La reazione bilanciata

2)      Il valore della costante di equilibrio

3)      Le quantità iniziali di ogni specie espresse in termini, ad esempio, di molarità o di pressione parziale

4)      La direzione in cui la reazione procede per stabilire l’equilibrio

A questo punto si procede secondo i seguenti steps:

  • Si scrive l’espressione dell’equilibrio relativa alla reazione
  • Si controlla che le quantità siano espresse in unità di misura congrue
  • Si determina la direzione della reazione calcolando il quoziente di reazione se essa non è determinata in modo evidente
  • Si costruisce una I.C.E. chart (essendo I.C.E. un acronimo di Initial Change Equilibrium) e si determinano le quantità delle specie all’equilibrio in termini di una sola incognita
  • Si sostituiscono tali quantità nell’espressione della costante di equilibrio e si risolve rispetto all’incognita
  • Si calcolano le concentrazioni di ciascuna specie all’equilibrio tenendo conto delle concentrazioni iniziali e delle variazioni

Determinazione delle pressioni all’equilibrio

Esempio guidato

Calcolare le pressioni parziali di tutte le specie all’equilibrio se 2.00 atm di SO3, 0.150 atm di SO2, 0.200 atm di NO2 e 1.50 atm di NO vengono poste in un contenitore alla temperatura di 460°C sapendo che la costante di equilibrio Kp è 85.0

La reazione è la seguente:

SO2(g) + NO2 (g) ⇌ NO (g) + SO3 (g)

  • Scriviamo l’espressione dell’equilibrio relativa alla reazione:

Kp = P(NO)P(SO3) / P(SO2)P(NO2) = 85.0

  • Poiché viene usata Kp non è necessario fare alcuna conversione dal momento che le unità di misura sono appropriate.
  • Dato che sono presenti all’inizio sia i reagenti che i prodotti bisogna calcolare il quoziente di reazione per prevedere il quale direzione si sposta l’equilibrio:

Q = (2.00)(1.50)/ (0.150)(0.200) = 100

Poiché Q > Kp la reazione procederà da destra a sinistra

  SO2 NO2 NO SO3
Pressione iniziale 0.150 0.200 1.50 2.00
Variazione +x +x -x -x
Equilibrio 0.150+x 0.200+x 1.50-x 2.00-x

 

  • Sostituiamo tali quantità nell’espressione della costante di equilibrio e risolviamo rispetto a x:

85.0 = ( 1.50-x)(2.00-x)/ (0.150+x)(0.200+x)

Si ottiene x = 0.013 atm

  • Calcoliamo le pressioni di ciascuna specie all’equilibrio tenendo conto delle concentrazioni iniziali e delle variazioni:

P (SO2) = 0.150 + x = 0.150 + 0.013 = 0.163 atm

P (NO2) = 0.200 + x = 0.200 + 0.013 = 0.213 atm

P (NO) = 1.50 – x = 1.50 – 0.013 = 1.49 atm

P (SO3) = 2.00 – x = 2.00 – 0.013 = 1.99 atm

 

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Author: Chimicamo

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