Gli equilibri chimici

Transcript

1 l ulbr chmc Le rezo reversbl o ulbro rreseto u ctolo fometle ell chmc ustrle oché lcue elle sostze ù mortt lvello commercle (mmoc co solforco metolo gs stes ecc) s roucoo co rocess che covolgoo ulbr Lo stuo tl rezo ermette qu efre qul so le cozo oertve che coseto otteere le rese mggor teeo er res coversoe o semlcemete res l rorto (esresso sesso moo ercetule) tr le mol el regete lmtte che s soo trsformte e quelle utlzzte er fr vvere l rezoe: molregte molutlzzte ome è oto llo stuo ell hmc el beo u ulbro chmco uò essere lzzto s u uto vst qulttvo sfrutto l cosetto rco Le hteler che qutttvo utlzzo l legge zoe mss ett che legge ulberg e Wge l ome egl scezt orveges che er rm l ho euct Etrmbe queste legg trovo l loro fometo e rc ell termomc clssc e rtcolre ell efzoe u fuzoe stto crtterstc tutt sstem termomc chmt eerg lber bbs er cre l sgfcto tle grezz fsc s uò fre rcorso ll eserez quot che tutt o bbmo co l forz grvtà U oggetto se o trtteuto ce verso l bsso erché sottoosto ll forz eso È erò ossble segre moo ù sofstcto l erché cor coo verso l bsso trouceo u grezz E chmt eerg otezle grvtzole l cu vlore è fuzoe ell oszoe el coro rsetto ll terr: m g h E U coro ce erché l su eerg otezle musce urte l moto e tutt cor che s trovo el cmo grvtzole terrestre teoo muovers sotemete ut eerg otezle mggore verso ut eerg otezle more L fferez e vlor E tr l uto zle e quello fle rreset l lvoro che l cmo grvtzole come sul coro Quest vrzoe eerg otrebbe essere recuert lmeo rte lco egl oortu sstem meccc l coro ( esemo u crrucol come s f co cotres e vecch scesor) e trsformt lvoro utle er o logmete ossmo ffermre che u rezoe chmc vvee sotemete erché tr gl tom egl elemet che comogoo roott fl esste u fftà mggore quell esstete tr gl tom egl stess elemet che formvo reget ovvero le forze legme tr gl tom e roott soo ù tese quelle esstet tr gl tom e reget che questo cso erò è ossble segre mer ù sofstct l erché u rezoe vveg sotemete trouceo u grezz che chmeremo eerg otezle chmc che o è ltro che l eerg lber rm ctt U rezoe è sote quo l eerg otezle chmc el sstem musce oss quo l eerg lber e roott è more quell e reget Semre erfett log co quto s verfc er l forz grvtà che el cso u rezoe chmc l fferez tr l eerg lber zle e reget e quell fle e roott rreset l lvoro mssmo che lco l sstem oortu sostv otremmo recuerre ll rezoe e utlzzre er ostr sco Oss: W zle e reget fle e roott utle m No è ossble meo coserre u sstem ele recuerre tegrlmete l fferez eerg otezle el coro Suoeo utlzzre u crrucol è evete che l cotreso utlzzre eve vere u mss ferore quell el coro (ltrmet l crrucol o fuzoerebbe) cò che er vcere le forze ttrto esstet tr le rt mobl e fsse ell mcch

2 Esste fe u ltr log tr le ue grezze E e L rm ftt è fuzoe oltre che ell mss ell oszoe h el coro oss ell ltezz questo rsetto u lvello rbtrro ssuto come rfermeto cu E è ost r zero che l seco ee oltre che ll mss e l to sostz ll ltezz chmc rsetto rbtrro lvello rfermeto Il lvello zero ell eerg lber è quello formto gl elemet chmc cu l sostz è costtut uttv fferez ell eerg otezle grvtzole E l eerg lber ee che llo stto cu l sostz s trov e qu è fuzoe tutte le grezze che lo efscoo (vrbl stto) qul: temertur ressoe comoszoe er covezoe s è scelto msurre le eerge lbere fceo rfermeto uo stto str che corrsoe ll temertur 5 ressoe tm e stto ggregzoe tco tl cozo L eerg lber osseut u mole sostz ur ello stto str è eft eerg lber molre str e è ct co l smbolo Se l sostz o è ur ovvero è mescolt ltre sostze l su eerg lber s mofc È ossble mostrre che rtà ressoe e temertur ello stto str l eerg lber u mole sostz ssoct ltre sostze è t ll relzoe: ove è l costte e gs l temertur ello stto str (5 98 ) e l cosett cocetrzoe ttv o ttvtà ell sostz questoe er u mscel gssos ele l ttvtà è umercmete ugule ll ressoe rzle el gs metre er u comoete u soluzoe ele ess è (semre umercmete) ugule ll molrtà er u sostz ur ello stto str l ttvtà è er efzoe r er cu osermo or u geerc rezoe el to: () I cu soo coeffcet stechometrc el regete e el rootto hmmo str rezoe l fferez: e ù geerle er u rezoe che covolg ù reget e forsc ù roott: roott eget S ot che metre l lvello zero è quello egl elemet chmc l lvello rfermeto elle ue fuzo stto che l comogoo ( H S ) o è lo stesso L etl H è ch ess ost r zero er gl elemet chmc metre l etro S è ull er tutte le sostze elemet e comost I vlor er le verse sostze soo ottebl mul o rettmete ( tl cso gl elemet chmc ho tbult ugule zero) o rettmete trmte vlor corrsoet etl H e etro S I questo cso l eerg lber ovrà essere clcolt trmte l formul: H S cu S S sostz Selemet

3 rreset l vrzoe eerg lber che s verfc quo rteo reget ur e solt cscuo el suo stto str e quttà stechometrc s ottegoo roott ur e solt el loro stto str e quttà stechometrc (l rezoe è vveut coè moo comleto) Nel corso ell rezoe erò reget e roott soo mescolt seme quttà e ercetul vrbl cotumete er cu efmo ell rezoe () l vlore stteo ell fferez: roott roott roott eget ( ) ( ) eget roott eget eget roott eget Ovvero: Q () ove col smbolo Q s è cto l quozete rezoe to ll formul: roott Q eget Quo l sstem rrv ll ulbro l forz motrce ell rezoe s ull e l () forsce: (3) I cu rreset l vlore ssuto l quozete rezoe el uto ulbro coè: roott eget tle grezz fuzoe solo ell temertur el sstem s à l ome costte ulbro termomc ell rezoe I bse quto etto sulle ttvtà elle sece chmche covolte ell rezoe l costte ulbro che lo retmo ee solo ll temertur e l to rezoe cosert uò essere esress che come: er sstem gssos el: roott eget er sstem fse lqu costtuet soluzo el: [ c ] roott c [ ] eget ove smbol [ c ] co le molrtà elle sece chmche covolte 3

4 4 ll (3) ossmo rcvre l eez ell ll temertur tle roosto ervo rmo e secoo membro rsetto ll : S H e suoeo che l etl e l etro str rezoe so ll crc costt co l temertur vremo: H (4) L (4) vee chmt sobr V t Hoff ess eucmo che: er rezo eotermche ( > H ) l fuzoe ( e qu che l esseo l fuzoe logrtmo mooto crescete) cresce co l ; er rezo esotermche ( < H ) l costte ulbro ecresce ll umetre ell Itegro l (4) è ossble rcvre l vlore ell costte u t temertur oto che s l suo vlore ll temertur : H t esso u geerc rezoe ulbro fse gs el to: scrvmo l esressoe ell costte : (5) (5) eucmo che: er rezo che vvegoo co umeto volume oss er le qul > u umeto ell ressoe le eterm u muzoe el umero mol e roott (l ulbro s sost verso reget) L verso cce er rezo che vvegoo co muzoe el umero mol gs; L resez ert cotrbueo umetre l umero mol l reset ll ulbro h lo stesso effetto u muzoe ressoe sul sstem Suoeo esso megre uo e reget (el ostro cso ) eccesso rsetto ll quttà stechometrc rchest ll ltro regete vremo co l solto co l res coversoe el regete lmtte : zle zle zle zle zle E qu l (5) forsce: [ ] zle zle zle zle zle (6)

5 ll (6) ossmo eurre che ll umetre el umero mol zl el regete eccesso eve er forz umetre che l coversoe el regete fetto ffché l frzoe zle rmg costte er cocluere quest breve relzoe sulle rezo ulbro è teresste otre come oss essere rresetto el grfco che rort l eerg lber el sstem fuzoe ell cosett coort rezoe l vlore ssuto cormo er rm cos che l terme coort rezoe c u geerc grezz trmte l qule è ossble segure l evolvere ell rezoe stess le grezz uò cocere co le mol u regete che s st cosumo o u rootto che s st formo oure cor col temo trscorso quo l rezoe è zt Il grfco che rort l meto ell eerg lber el sstem regete (ovvero l somm elle eerge lbere tutte le sostze reset u to stte) fuzoe tle coort srà ue t I rtcolre er u rezoe rreversble esso reseterà l meto el to: metre er u rezoe ulbro lo stesso grfco s reseterà el moo seguete: er semlctà suorremo che l ostro sstem regete s semre el to formto u solo regete e u solo rootto ovvero s 5

6 6 Se clcolmo l fferez tr l eerg lber el sstem u to stte (ovvero er u to vlore ell coort rezoe) e quell ssut ello stesso sstem el uto mm eerg vremo: so u rezoe rreversble Il uto mm eerg lber corrsoe l rootto fle (el suo stto str) er cu: fle fle m oss rcoro che: zle zle fle vremo: zle zle m e co semlc ssgg: m zle m Q m zle m (7) ove oché l uto mm coce col rootto fle ello stto str: m so u rezoe ulbro: Il uto mm eerg corrsoe llo stto ulbro (ovvero ll buc otezle) er cu: ulbro ulbro ulbro m oss rcoro che: ulbro zle ulbro zle vremo: zle ulbro zle ulbro m e co semlc ssgg rcoro l (3): m zle m Q

7 zle m m (8) ove oché l uto mm coce col uto ulbro: m Le relzo (7) e (8) etche ermettoo eurre che el grfco eerg lber vs coort rezoe l ltezz cscu uto el grfco rsetto l vlore mmo (eetemete ove tle mmo s stuto) rreset roro l vlore meo el fttore m m roott e el terme tvo (che veterà el cso roott roott so ù uo) ò sgfc che meo e term suett rreset l fferez tr l eerg lber el sstem regete u certo stte (otteut sommo le eerge lbere reget e roott reset ell stte questoe) e l vlore mmo ell eerg lber el sstem lugo tutto l ercorso che ort llo stto zle e reget quello fle e roott rezoe Se tle ercorso o reset ut mmo l fuor ello stto fle l rezoe srà rreversble e rosegurà fo che tutt reget o s so trsformt e corrsoet roott Se erò l meto ell eerg lber reset u buc otezle llor l sstem u volt erveuto el uto mmo s rresterà oché s ullerà l forz motrce (l uto) oss l sstem srà guto l suo uto ulbro 7