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La meraviglia nasce dal desiderio di conoscenza. S. A. S. A.

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Presentazione sul tema: "La meraviglia nasce dal desiderio di conoscenza. S. A. S. A."— Transcript della presentazione:

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2 La meraviglia nasce dal desiderio di conoscenza. S. A. S. A.

3 LEQUILIBRIO CHIMICO

4 Col trascorrere del tempo la concentrazione dei reagenti diminuisce e,se il sistema è chiuso, quella dei prodotti aumenta H 2 (g) + I 2 (g) 2 HI (g)

5 Da questo momento in poi Il sistema raggiunge lequi= librio Col passare del tempo la concentrazione dei reagenti e, di conseguenza, la V 1 diminuiscono mentre la concentrazione del prodotto e la V 2 aumentano. Allequilibrio V1 V1 = V 2, le due reazioni continuano ad avvenire con la stessa velocità

6 Lequilibrio chimico è un equilibrio dinamico, in ogni istante un certo n° di molecole si trasformano in prodotti attraverso la reazione diretta, ma contemporaneamente lo stesso n° di molecole si riforma dalla reazione inversa. Limmagine illustra questo concetto: la barca rimane a galla se, mediamente, il marinaio butta in mare la stessa quantità di acqua che imbarca.

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8 Qualunque sia la sostanza di partenza, nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, ad equilibrio raggiunto la concentrazione di N2O4 N2O4 e quella di NO 2 non cambia, come si osserva dai grafici. N 2 O 4 2NO 2 2NO 2 N 2 O 4

9 Da notare che le concentrazioni allequilibrio non subiscono modifiche, qualunque sia la quantità di sostanza da cui partiamo, e questo perché la concentrazione è una grandezza intensiva/estensiva.

10 La costante dequilibrio e la legge dellazione di massa

11 Deduzione sperimentale della legge dellazione di massa

12 H 2 (g) + I 2 (g) 2HI (g) a 723 K Prova [ H 2 ][ I 2 ][ HI ][ H 2 ][ I 2 ][ HI ] 1a1a 1,00 00,221 1,548 2a2a 1,002,0000,0661,0661,868 3a3a 2,001,0001,0660,0661,868 4a4a 2,00 00,433 3,134 5a5a 10,0015,0001,0946,094 17,812 Concentraz. inizialeConcentraz. deqili.

13 Proviamo a trovare, se esiste, qualche relazione tra la concentrazione del prodotto e quelle dei reagenti allequilibrio. Cominciamo col rapporto semplice: R = [ HI ] [ H 2 ][ I 2 ] Sostituendo alle concentrazioni i rispettivi valori otteniamo:

14 1 a provaR = 31,69 2 a provaR = 26,55 3 a provaR = 26,55 4 a provaR = 16,71 5 a provaR = 2,67

15 I calcoli ci dicono che per esso non esiste nessuna regolarità. Se adesso proviamo col rapporto: in cui la concentrazione di HI è stata elevata al suo coefficiente stechiometrico e rifacciamo i calcoli per le concentrazioni dequilibrio troviamo R = [ HI ] 2 [ H 2 ][ I 2 ]

16 1 a provaR = 49,1 2 a provaR = 49,6 3 a provaR = 49,6 4 a provaR = 52,4 5 a provaR = 47,6 R medio = 49,7

17 In generale si dimostra valida la seguente legge dellazione di massa. Essa afferma che: a temperatura costante, il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni molari dei prodotti della reazione, elevate ciascuna al proprio coefficiente stechiometrico, e il prodotto della concentrazione dei reagenti, elevate anchesse al proprio coefficiente stechiometrico, è costante

18 Equilibri eterogenei Sono equilibri in cui le sostanze reagenti o prodotte sono presenti in due fasi diverse; es: 2C (s) + O 2(g) 2CO 2(g) La concentrazione degli atomi di carbonio allinterno del solido,

19 considerato come caso particolare di soluzione in cui la sostanza pura è contemporaneamente il soluto e il solvente, è costante moli C = costante volume di C e tale rimane durante la reazione; pertanto il termine [ C ] non viene rappresentato nellespressione della Keq.

20 Le stesse considerazioni rimangono valide se la reazione avviene in soluzione e vi prende parte un solido puro; es Ag 2 O (s) + 2HNO 3(aq) 2AgNO 3 + H 2 O Nel formulare lespressione delle costanti dequilibrio si ignorano i solidi puri

21 C 2 H 5 OH (l) + O 2 (g) CO 2 (g) + H 2 O (g) Keq = ? Nel formulare lespressione delle costanti dequilibrio si ignorano i liquidi puri

22 CuSO 4(s) Cu 2+ (aq) + SO 4 2- (aq) Keq =

23 Contributo del solvente: Consideriamo la reazione in soluzione acquosa diluita: HCOOH + H 2 O HCOO - + H 3 O + La concentrazione dellacqua rispetto a quella dellacido formico è grande e non viene modificata in modo apprezzabile dalla reazione stessa.

24 Lapplicazione delle costanti dequilibrio Kc = 0,01 Kc = 100 Kc = 1 Il valore di K ci informa del grado di

25 avanzamento della reazione, per valori di K ~ 10 3 lequilibrio favorisce fortemente i prodotti, per valori di K ~ sono favoriti fortemente i reagenti, mentre per valori di K intermedi lequilibrio non favorisce fortemente né i reagenti né i prodotti.

26 Quoziente di reazione Si calcola con una espressione identica alla Keq ma con le concentrazioni presenti in un momento qualunque della reazione. Allequilibrio Q = Keq. Q serve a capire, in quale senso sta procedendo la reazione nel momento in cui viene calcolato.

27 Quoziente di reazione K KKQ Q Q La reazione forma i prodotti. La reazione forma i reagenti. Q = prodotti reagenti

28 A 2 (g) + B 2 (g) 2AB (g) Sta avvenendo la reazione….. Sta avvenendo la reazione…..

29 La risposta dellequilibrio al cambiamento delle condizioni

30 Principio di Le Chatelier Sollecitando un sistema in equilibrio dinamico, lequilibrio tende a modificarsi rendendo minimo leffetto della sollecitazione

31 4NH 3 (g) + 5O 2 (g) 4NO (g) + 6H 2 O (g) + Q

32 Molecole di H 2 12 comprimendo 9 Molecole di N Molecole di NH Totale 18 decomprimendo 16 N H 2 2 NH 3 H N Effetto della pressione


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