L’equilibrio chimico è un’idea che descrive il comportamento delle reazioni chimiche nel tempo. Nelle reazioni che hanno finito di reagire e hanno raggiunto l’equlibrio, le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti chimici non cambiano. Un esempio di reazione di equilibrio è il seguente:
α A + β B ⇌ σ S + τ T {\displaystyle \alpha A+beta B\rightleftharpoons \sigma S+\tau T}
Nell’esempio sopra, la doppia freccia mostra che la reazione è una reazione di equilibrio. Questo significa che la reazione in avanti e la reazione all’indietro possono avvenire, di solito a causa di un piccolo cambiamento entalpico in ogni reazione. Quindi, la quantità di prodotti chimici per reagenti chimici rimane un valore fisso, e tale rapporto è chiamato costante di equilibrio (Kc).
Costante d’equilibrioModifica
La costante d’equilibrio è un rapporto tra la concentrazione dei prodotti elevata alle potenze appropriate e la concentrazione dei reagenti elevata alle potenze appropriate. Nell’esempio precedente, la costante di equilibrio è la seguente:
K c = k b k f = { S } σ { T } τ { A } α B } K_c}={frac {k_b}{k_{f}}={frac {{Sigma}^{T}^{tau}{A{alpha}^{B}^{beta }}}}
Per alcune reazioni, la costante di equilibrio è molto grande, nel qual caso quasi tutto il reagente chimico si trasforma in prodotti, come quando si brucia la carta. Per altre reazioni, è molto piccola, il che porta alla formazione di pochissimi prodotti. Se la costante di equilibrio è vicina a 1, all’equilibrio ci si aspetta una miscela di prodotti e reagenti.
Quando i chimici parlano di costanti di equilibrio, chiamano le reazioni con grandi valori K favorevoli e quelle con piccoli valori K sfavorevoli. È importante notare, tuttavia, che questi termini non sono giudizi sul valore o sull’utilità di una particolare reazione chimica. Infatti, alcune reazioni molto importanti sono in realtà “sfavorevoli”; un esempio è la sintesi dell’ammoniaca da azoto e idrogeno gassoso (processo Haber), che ha una costante di equilibrio piuttosto piccola.
Comprendere come funzionano gli equilibri chimici è importante perché aiuta a capire come avviene una reazione. Permette ai chimici di calcolare quanti prodotti si formeranno da una reazione.
Il principio di Le ChatelierModifica
Il concetto di principio di Le Chatelier è importante per prevedere come un equilibrio cambierà quando diversi fattori vengono cambiati in un sistema. Per esempio, usando il principio di Le Chatelier, siamo in grado di prevedere come cambierà la posizione dell’equilibrio quando la concentrazione di un certo reagente/prodotto è cambiata, poiché il sistema cercherà di contrastare il cambiamento favorendo la reazione in avanti o quella all’indietroUn’eccezione a questa regola è quando una fonte di energia esterna forza la reazione a verificarsi nella direzione opposta, come quando una batteria viene ricaricata. Conoscere la costante di equilibrio di una reazione aiuta anche a capire il flusso di energia che avviene durante la reazione (termodinamica).
Il Simple English Wiktionary ha una definizione per: equilibrio.