il problema dice:
La costante di equilibrio per la reazione omogenea in fase gassosa A --> B + C è uguale a 0,1 moli/Litro a 25°C.
Il punto "a" del problema chiedeva di calcolare la variazione di energia libera standard date concentrazioni di reagenti e prodotti unitarie e spiegare in che direzione procede spontaneamente la reazione. Ho applicato la formula ΔGo= -RTln(Ke) ed ho trovato una variazione di energia libera pari a -2,44, perciò la reazione procede spontaneamente verso destra, perché la variazione è negativa.
Il punto "b" invece chiede:
se un recipiente chiuso da 1 litro a 25°C contiene 1 mole di A e B e 0,1 moli di C, dire se la miscela è all'equilibrio o in che direzione tenderà spontaneamente la reazione, spiegandone il motivo. In questo caso come devo procedere?
Il punto "c" invece chiede di stabilire se il processo è endotermico o esotermico a 50°C sapendo la Ke= 0,075 moli/Litro
l'ultimo punto chiede poi di indicare i metodi per spostare l'equilibrio verso destra, ma credo basti aumentare la pressione o sottrarre i prodotti mano a mano che si creano o aumentare la concentrazione di A, se non sbaglio.
Grazie in anticipo per la risposta!
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La costante di equilibrio Kc è
Kc = [B]*[C]/[A] = 0,1 mol/L (a 25 °C)
Punto a)
se le concentrazioni sono unitarie allora Q, quoziente di reazione, è uguale a 1.
Il quoziente di reazione Q è formalmente uguale all’espressione della Kc e si calcolo inserendo nell’espressione le concentrazioni effettive delle specie, non necessariamente all’equilibrio.
Poiché K = 0,1 < Q, la reazione per raggiungere l’equilibrio dovrà procedere verso sinistra (deve crescere il denominatore per cui dovrà aumentare la concentrazione di A (e conseguentemente dovranno diminuire quelle di B e C)
E’ corretto scrivere ΔG° = -RTln(Ke), ma il valore che ottieni è:
ΔG° = - 8,31*298* ln(0,1) J/mol = + 5702 J/mol
NOTA: ln = logaritmo naturale in base e
ln(0,1) = -2,302
ΔG° è positivo ---> la reazione procede spontaneamente verso sinistra, come abbiamo visto
Punto b)
Calcoliamo il quoziente di reazione:
Q = 0,1/(1*1) = 0,1
Poiché Q = Kc, il sistema è all’equilibrio
Punto c)
Sappiamo che Kc è 0,1 a 25 °C e che è 0,075 a 50 °C
Se la costante di equilibrio diminuisce all’aumentare della temperatura vorrà dire che la reazione è favorita da un abbassamento di temperatura, cioè che è esotermica.
Ultimo punto
per spostare l'equilibrio verso destra si può procedere nei modi seguenti:
- abbassamento della temperatura (abbiamo visto che la reazione è esotermica)
- diminuzione della pressione: la reazione avviene con aumento delle moli, che è accompagnato da espansione (vedi principio di le Chatelier).
- infine, come dici tu, trovando il modo di sottrarre i prodotti mano a mano che si creano