L equilibrio chimico dal punto di vista cinetico

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1 L chimico dal punto di vista cinetico L chimico dal punto di vista cinetico Ogni reazione, in un sistema chiuso, raggiunge uno stato di : Alto rendimento REAG PROD PROD REAG (Reaz. DIRETTA) (Reaz. INVERSA) REAGENTI PRODOTTI Basso rendimento 1

2 Proprietà dell L è un processo dinamico PCl 5(g) PCl 3(g) + Cl 2(g) (Esperimento con 37 Cl 2 ) La posizione dell (ad una certa temperatura) è la stessa indipendentemente dalla direzione in cui l viene raggiunto N 2 O 4(g) 2 NO 2(g) Velocità di reazione aa + bb + ll + mm + Reazioni che possono avvenire da sinistra destra, ma anche da destra a sinistra aa + bb + ll + mm +.. REAZIONE DIRETTA ll + mm + aa + bb +.. REAZIONE INVERSA 2

3 Velocità netta di reazione aa + bb + ll + mm + Reazioni che possono avvenire in entrambe le direzioni Velocità netta di reazione v = v diretta v inversa L chimico dal punto di vista cinetico Costanti di Reazioni semplici - Reazioni che si compiono in un unico stadio H 2(g) + I 2(g) Reazione diretta Reazione inversa All : 2HI (g) d[ HI] d[ HI] = k dir [ H 2 ][ I 2 ] [ ] = k inv [ HI] 2 " d HI Condizione cinetica di Le velocità delle reazioni diretta ed inversa sono uguali = " d [ HI ] = k dir [ H 2 ][ I 2 ] = k inv [ HI] 2 Costante di K = k dir k inv = [ HI] 2 [ H 2 ] I 2 [ ] k dir, k inv = f (T ) K = f (T ) 3

4 Spostamento dell Effetto della quantità dei componenti 4

5 Q è il quoziente di reazione e rappresenta il valore del prodotto delle concentrazioni Q C = L A [ ] l " [ M] m "... [ ] a " [ B] b "... in un determinato istante di reazione All Q = K Spostamento dell - Principio di Le Chatelier Un sistema all reagisce ad ogni variazione delle condizioni sperimentali in modo da contrapporsi ad essa raggiungendo un nuovo stato di Variazione dell dovute a: Variazione di quantità dei componenti Variazione di volume Variazione di pressione Presenza di inerti Variazione di temperatura Importante: la costante di K di un determinata reazione chimica dipende SOLTANTO dalla temperatura 5

6 Spostamento dell Effetto della quantità dei componenti K C = n l m L! nm!...! a b n A! nb!... variazione delle condizioni sperimentali l m n L! n M!... " 1% $ ' # V & l m n A a b n L! n M!... Equilibrio n A! nb!... m! n M!... n a b L a b n A! nb!... Equilibrio n A! nb!... n L l () nuovo stato di Spostamento dell Effetto del volume K C = n l L " n m M "... n a A " n b B "... " # 1 % $ V & ( ' )* V ( ) "# n L 1 V l " n M m "... n A a " n B b "... Equilibrio "# > 0 "# < 0 "# = 0 =1 =cost Nessun effetto 6

7 Spostamento dell Effetto della pressione K p = ( X L) l " X M ( ) m "... ( X A ) a "( X B ) b "... " p #$ ( ) l "( n M n) m "... ( n) a "( n B n) b "... " p #$ = n L K p = n L n n A l " n m M "... n a A " n b B "... " % p ( ' * & n ) #$ p P "# n L l " n M m "... n A a " n B b "... Equilibrio "# > 0 "# < 0 "# = 0 =1 =cost Nessun effetto Effetto della temperatura E c. att. E 1 E 2 lnk!h > 0 d(lnk) =!H dt RT 2 Equazione di Van t Hoff reag prod ΔH!H < 0 c.d.r. 1/T Se ΔH <0 la reazione è esotermica e quindi il secondo membro dell l equazione di Van t Hoff é negativo per cui d(lnk)/dt<0 e quindi K diminuisce con T E di conseguenza aumentando la T la reazione si sposta verso sinistra Se ΔH >0 la reazione è endotermica e quindi il secondo membro dell l equazione di Van t Hoff é positivo per cui K aumenta con la T; di conseguenza aumentando la T la reazione si sposta verso destra 7

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