Equilibrio dinamico nelle reazioni chimiche
Mappa concettuale
L'equilibrio dinamico nelle reazioni chimiche è un fenomeno fondamentale che si verifica quando le reazioni dirette e inverse procedono a velocità uguali, mantenendo costante la composizione delle specie chimiche. Questo stato di bilanciamento è descritto dalla legge dell'azione di massa, che stabilisce una relazione quantitativa tra le concentrazioni delle specie in equilibrio, esprimibile attraverso la costante di equilibrio K. Tale costante è influenzata da fattori come temperatura, pressione e concentrazione, permettendo di prevedere le variazioni dell'equilibrio in risposta a cambiamenti esterni.
Riassunto
Schema
Il concetto di equilibrio dinamico nelle reazioni chimiche
In chimica, il concetto di equilibrio dinamico è essenziale per comprendere le trasformazioni che si verificano all'interno di un sistema chiuso. Un equilibrio si stabilisce quando le proprietà macroscopiche di un sistema rimangono costanti nel tempo, nonostante a livello microscopico si verifichino continuamente reazioni opposte che procedono a velocità uguali. Un esempio emblematico di equilibrio dinamico è il passaggio di stato tra ghiaccio e acqua a 0°C, dove il tasso di fusione del ghiaccio è esattamente compensato dal tasso di congelamento dell'acqua. Questo tipo di equilibrio, noto come equilibrio di fase, è simboleggiato nelle equazioni chimiche da una doppia freccia (⇌), che indica la reversibilità del processo e la dinamica di un sistema in equilibrio.L'instaurarsi dell'equilibrio chimico e la legge dell'azione di massa
L'equilibrio chimico si instaura in una reazione reversibile quando la velocità della reazione diretta è uguale a quella della reazione inversa, risultando in una composizione costante delle specie reagenti e prodotti nel tempo. La relazione quantitativa tra le concentrazioni delle specie chimiche in equilibrio è descritta dalla legge dell'azione di massa, formulata da Cato Maximilian Guldberg e Peter Waage. Secondo questa legge, in un sistema chiuso a temperatura costante, il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni dei prodotti elevati ai rispettivi coefficienti stechiometrici e il prodotto delle concentrazioni dei reagenti elevati ai loro coefficienti stechiometrici è costante. Questa costante di equilibrio, indicata con K, è un'espressione della posizione di equilibrio e dipende dalla temperatura. La legge dell'azione di massa fornisce un mezzo per calcolare le concentrazioni delle specie in equilibrio e per prevedere la direzione di spostamento dell'equilibrio in risposta a cambiamenti nelle condizioni del sistema, come variazioni di concentrazione, pressione o temperatura.Concetto di equilibrio dinamico
Proprietà macroscopiche costanti
In un sistema chiuso, le proprietà macroscopiche rimangono costanti nonostante le reazioni opposte che si verificano a livello microscopico
Equilibrio di fase
Passaggio di stato tra ghiaccio e acqua
Il passaggio di stato tra ghiaccio e acqua a 0°C è un esempio di equilibrio di fase, dove il tasso di fusione del ghiaccio è uguale al tasso di congelamento dell'acqua
Simbolo dell'equilibrio nelle equazioni chimiche
Nelle equazioni chimiche, l'equilibrio è simboleggiato da una doppia freccia (⇌) che indica la reversibilità del processo e la dinamica di un sistema in equilibrio
Instaurarsi dell'equilibrio chimico
Reazioni reversibili
L'equilibrio chimico si instaura in una reazione reversibile quando le velocità delle reazioni diretta e inversa sono uguali
Composizione costante delle specie chimiche
In un sistema in equilibrio, le concentrazioni delle specie reagenti e prodotti rimangono costanti nel tempo
Legge dell'azione di massa
La legge dell'azione di massa, formulata da Guldberg e Waage, descrive la relazione quantitativa tra le concentrazioni delle specie chimiche in equilibrio in un sistema chiuso a temperatura costante
Costante di equilibrio
Definizione
La costante di equilibrio, indicata con K, è un'espressione della posizione di equilibrio e dipende dalla temperatura
Calcolo delle concentrazioni delle specie in equilibrio
La legge dell'azione di massa fornisce un mezzo per calcolare le concentrazioni delle specie in equilibrio in un sistema chiuso a temperatura costante
Variazioni dell'equilibrio
La costante di equilibrio permette di prevedere la direzione di spostamento dell'equilibrio in risposta a cambiamenti nelle condizioni del sistema, come variazioni di concentrazione, pressione o temperatura
Equilibrio dinamico nelle reazioni chimiche
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00
Un ______ si ha quando le condizioni macroscopiche di un sistema restano invariate nel tempo, anche se a livello ______ avvengono reazioni contrapposte a ______ identiche.
equilibrio
microscopico
velocità
01
Un caso tipico di ______ ______ è il cambiamento di stato da ______ ad ______ a 0°C, con il tasso di fusione e congelamento che si bilanciano.
equilibrio dinamico
ghiaccio
acqua
02
L'______ di ______, che rappresenta il passaggio tra due stati della materia, è indicato nelle formule chimiche con una ______ ______.
equilibrio di fase
fase
doppia freccia
