Le Châtelier - Descrizione le Chatelier PDF

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Descrizione le Chatelier...

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Teoria dell’equilibrio mobile: il principio di Le Châtelier Il principio di Le Châtelier può essere applicato a tutte quelle reazioni chimiche reversibili che raggiungono lo stato di equilibrio, quello stato cioè, macroscopicamente statico, dove le velocità della reazione diretta e quella della reazione inversa si eguagliano e la concentrazione dei reagenti e dei prodotti si mantiene costante nel tempo. La condizione di equilibro è possibile solo all’interno di un sistema chiuso e una volta raggiunta viene mantenuta dal sistema stesso, previa perturbazione dall’esterno. Perturbare lo stato di equilibrio di una reazione è possibile attraverso la variazione del rapporto pressione/volume del sistema (per reazioni in fase gassosa), la variazione della temperatura e la variazione della concentrazione delle sostanze che concorrono alla reazione. In merito a ciò, Le Châtelier afferma che: “un sistema all’equilibrio reagisce ad ogni variazione delle condizioni sperimentali spostandosi nel verso che contrasta l’effetto di tale variazione, instaurando un nuovo equilibrio”; in parole povere Le Châtelier dice che il sistema stesso cerca di minimizzare gli effetti delle perturbazioni esterne, in modo da mantenere la condizione di equilibrio. Analizziamo nel dettaglio le tre condizioni:

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Variazione del rapporto pressione/volume

Considerando una reazione in fase gassosa si trovi all’equilibrio in un cilindro chiuso con un pistone scorrevole, a temperatura ambiente e pressione di 1 atm. Se si esercita una pressione sul pistone del cilindro, il sistema contrasterà questo “stress” diminuendo il volume, e quindi diminuendo il numero di molecole che partecipano alla reazione, l’equilibrio, dunque, si sposta verso destra nella reazione. Nel caso contrario, ad una diminuzione di pressione, il sistema reagisce aumentando il volume della miscela e spostando l’equilibrio verso i reagenti (sx).

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Variazione della concentrazione

Quando un reagente o un prodotto viene aggiunto ad un sistema all’equilibrio, questo si sposta nella direzione opposta a quella dove è stato aggiunto il componente, in modo da riportre le concentrazioni costanti.

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Variazione della temperatura

Per prevedere la direzione dell’equilibrio al variare della temperatura, bisogna conoscere il ΔH di reazione. Il calore assorbito a ceduto dalla reazione deve essere considerato come un reagente o un prodotto della reazione, per cui le indicazioni sulla risposta del sistema alla perturbazione vanno ricercate nella costante di equilibrio della reazione stessa. Il valore numerico della costante di equilibrio varia al variare della temperatura: -

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In una reazione ENDOTERMICA, viene fornito calore al sistema, per cui l’equilibrio si sposta verso i prodotti (dx), cioè nel verso in cui il calore viene consumato; viene generato un altro prodotto e la K c aumenta; In una reazione ESOTERMICA, la produzione di calore viene controbilanciata da uno spostamento dell’equilibrio a sx, verso i reagenti, affinché il calore in eccesso, dato da un aumento della temperatura, sia consumato. In questo caso la K c diminuisce....