Costante e quoziente di equilibrio.
Ho compreso la teoria di questi due aspetti del processo di equilibrio ma, vedendo gli appunti di un compagno, mi sono solamente confuso.  :-@

Qualcuno potrebbe spiegarmelo? Un altro po' mi vergogno anche a postarlo da quanto sia banale ma preferirei una spiegazione "teorica", giacché gli appunti mi hanno confuso parecchio.

1)

La reazione:  A + 2B ---> <--- 3C (non so fare la doppia-freccia dell'equilibrio)
presenta una situazione di equilibrio in cui [A]e = 0,15; [B]e = 0,50 e [C]e = 0,20.
In quale verso procede la reazione se si aggiungono alla composizione di equilibrio 0,10 mol/L di A, di B e di C?

(Soluzione: Kc= 0,21, Qc= 0,30. / Qc > Qv, la reazione quindi procede nel verso che porta alla formazione di ulteriore quantità di reagenti)

////

Grazie in anticipo a chi vorrà perdere 2 minuti di tempo per chiarirmi le idee.  :-P  :-D
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Il quoziente di reazione (Qr) è il rapporto tra le concentrazioni molari dei prodotti e quelle dei reagenti ognuna elevata al suo coefficiente stechiometrico.

Nel caso della reazione in esame:
A + 2B <==> 3C
Qr = [C]^3/[A][B]^2
Il valore numerico di Qr cambia continuamente nel tempo fino a quando, raggiunto lo stato di equilibrio, rimane costante. Questo valore di Qr rappresenta la costante di equilibrio K della reazione; si tratta comunque sempre di un equilibrio dinamico, nel senso che la velocità della reazione diretta è uguale a quella della reazione inversa, perciò la reazione appare "ferma".
Dato che le concentrazioni molari all'equilibrio di reagenti e prodotti sono:
[A] = 0,15 mol/L
[B] = 0,50 mol/L
[C] = 0,20 mol/L
la costante di equilibrio Kc è:
Kc = 0,20^3/0,15x0,50^2 = 0,21

Quando si aggiungono 0,10 mol/L di ciascun componente alla composizione di equilibrio, il nuovo Qr diventa:
Qr = 0,30^3/0,25x0,60^2 = 0,30
Poiché Qr = 0,30 è maggiore della Kc = 0,21, le concentrazioni molari di reagenti e prodotti si riassestano per far sì che la Kc resti costante: una parte dei prodotti si ritrasformano nei reagenti, ovvero l'equilibrio retrocede.
Una volta raggiunto il nuovo stato di equilibrio, le concentrazioni molari dovranno essere:
[A] > 0,25 mol/L
[B] > 0,60 mol/L
[C] < 0,30 mol/L

Verifichiamo con i calcoli.
All'equilibrio avremo:
[A] = 0,25 - x mol/L
[B] = 0,60 - 2x mol/L
[C] = 0,30 + 3x mol/L

Kc = 0,21 = (0,30 + 3x)^3 / (0,25 - x) (0,60 - 2x)^2
Risolvendo l'equazione di 3° grado x = -0,0082 mol/L
Perciò al nuovo equilibrio:
[A] = 0,25 - (-0,0082) = 0,26 mol/L
[B] = 0,60 - (2·-0.0082) = 0,62 mol/L
[C] = 0,30 + (3·-0.0082) = 0,28 mol/L

In generale:
Se Keq < 1, quando Qr aumenta l'equilibrio retrocede: parte dei prodotti si ritrasformano nei reagenti.
Se Keq < 1, quando Qr diminuisce l'equilibrio avanza: parte dei reagenti si trasformano in ulteriori prodotti.

Se Keq > 1, quando Qr diminuisce l'equilibrio avanza: parte dei reagenti si trasformano in ulteriori prodotti.
Se Keq > 1, quando Qr aumenta l'equilibrio retrocede: parte dei prodotti si ritrasformano nei reagenti.
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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[-] I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo post:
Luigi
(2016-05-11, 17:24)LuiCap Ha scritto: Verifichiamo con i calcoli.
All'equilibrio avremo:
[A] = 0,25 - x mol/L
[B] = 0,60 - 2x mol/L
[C] = 0,30 + 3x mol/L

Kc = 0,21 = (0,30 + 3x)^3 / (0,25 - x) (0,60 - 2x)^2
Risolvendo l'equazione di 3° grado x = -0,0082 mol/L
Perciò al nuovo equilibrio:
[A] = 0,25 - (-0,0082) = 0,26 mol/L
[B] = 0,60 - (2·-0.0082) = 0,62 mol/L
[C] = 0,30 + (3·-0.0082) = 0,28 mol/L

Grazie mille, gentilissima come sempre.
Non ho capito però perché si esegue questa "prova dell'otto" per i calcoli, né come mai si impostano queste equazioni.
Gentilissima. :-D

(È affascinante come argomento però! :o)
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Ai miei tempi si chiamava "prova del nove"... si vede che ha perso importanza :-D

In chimica (come in qualsiasi altra disciplina scientifica) occorre verificare la tesi (una parte dei prodotti si ritrasformano nei reagenti, ovvero l'equilibrio retrocede) formulando un'ipotesi in grado di dimostrare la tesi.
L'ipotesi dell'esercizio in questione (o prova del nove) è il calcolo:
Kc = 0,21 = (0,30 + 3x)^3 / (0,25 - x) (0,60 - 2x)^2
Risolvendo l'equazione di 3° grado x = -0,0082 mol/L
Perciò al nuovo equilibrio:
[A]eq = 0,25 - (-0,0082) = 0,26 mol/L > [A]i = 0,25 mol/L
[B]eq = 0,60 - (2·-0.0082) = 0,62 mol/L > [B]i = 0,60 mol/L
[C]eq = 0,30 + (3·-0.0082) = 0,28 mol/L < [C]i = 0,30 mol/L
La tesi è dimostrata ;-)

Cosa intendi quando dici: "come mai si impostano queste equazioni"?
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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(2016-05-12, 19:47)LuiCap Ha scritto: Ai miei tempi si chiamava "prova del nove"... si vede che ha perso importanza :-D

In chimica (come in qualsiasi altra disciplina scientifica) occorre verificare la tesi (una parte dei prodotti si ritrasformano nei reagenti, ovvero l'equilibrio retrocede) formulando un'ipotesi in grado di dimostrare la tesi.
L'ipotesi dell'esercizio in questione (o prova del nove) è il calcolo:
Kc = 0,21 = (0,30 + 3x)^3 / (0,25 - x) (0,60 - 2x)^2
Risolvendo l'equazione di 3° grado x = -0,0082 mol/L
Perciò al nuovo equilibrio:
[A]eq = 0,25 - (-0,0082) = 0,26 mol/L > [A]i = 0,25 mol/L
[B]eq = 0,60 - (2·-0.0082) = 0,62 mol/L > [B]i = 0,60 mol/L
[C]eq = 0,30 + (3·-0.0082) = 0,28 mol/L < [C]i = 0,30 mol/L
La tesi è dimostrata ;-)

Cosa intendi quando dici: "come mai si impostano queste equazioni"?

Questa prova del nove è la cosa più stupendissima al mondo:o

Il problema è che non ho capito come tu la abbia impostata.
"Credo" che tu l'abbia impostata così: quando sei al numerato sommi +nx (con n= alla n della potenza), quando sei al numeratore sottrai con -nx (con n= n della potenza).
Giusto? *^*

E se dovesse esistere anche un modo per risolvere queste disequazioni di terzo grado (magari le prossime volte potrebbero anche capitarmi di gradi superiori o più complesse) "velocemente" mi faresti anche un favore ahaha (Ad esempio questa l'ho svolta a mano sul quaderno ;-) )
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(2016-05-13, 15:13)Luigi Ha scritto: Questa prova del nove è la cosa più stupendissima al mondo:o

Il problema è che non ho capito come tu la abbia impostata.
"Credo" che tu l'abbia impostata così: quando sei al numerato sommi +nx (con n= alla n della potenza), quando sei al numeratore sottrai con -nx (con n= n della potenza).
Giusto? *^*

E se dovesse esistere anche un modo per risolvere queste disequazioni di terzo grado (magari le prossime volte potrebbero anche capitarmi di gradi superiori o più complesse) "velocemente" mi faresti anche un favore ahaha (Ad esempio questa l'ho svolta a mano sul quaderno ;-) )

Up!
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Non so tutto :-D
Prova a domandare un metodo di risoluzione semplice al tuo insegnante di matematica.
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
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Quindi quando si fa la prova del 9, se Qc (quando l'equilibrio viene perturbato) > Kc (costante delle concentrazioni all'equilibrio), in una reazione A+B --> <-- C, si imposta invece l'equazione:

Kc = (C -nx) ^ n/ (A+mx) ^ m • (B +dx) ^d

Giusto? *_*
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(2016-05-16, 11:28)Luigi Ha scritto: Quindi quando si fa la prova del 9, se Qc (quando l'equilibrio viene perturbato) > Kc (costante delle concentrazioni all'equilibrio), in una reazione A+B --> <-- C, si imposta invece l'equazione:

Kc = (C -nx) ^ n/ (A+mx) ^ m • (B +dx) ^d

Giusto? *_*
Up, e per quanto riguarda le reazioni AB --> <-- A + B? 
Quando Kc>Qc e Qc>Kc?
Please, urgente!
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Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
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