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L'equilibrio chimico è dinamico

Stella mi chiede delucidazioni sulla differenza tra equilibrio chimico ed equilibrio dinamico,
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Stella ha scritto: Buongiorno Prof.ssa, avrei bisogno di una piccola delucidazione sulla differenza tra equilibrio chimico ed equilibrio dinamico, in quanto ho la verifica martedì e il libro non esprime con sufficiente chiarezza la differenza. La ringrazio anticipatamente.   Ecco la delucidazione: Di fatto non c’è differenza. Tieni presente che l’equilibrio chimico:
  • viene raggiunto quando una trasformazione incompleta e invertibile (trasformazione che può procedere sia da sinistra a destra che da destra a sinistra) avviene in un sistema chiuso a temperatura costante
  • lo si riconosce per il fatto che non variano più le proprietà macroscopiche osservabili (come il colore o la pressione) del sistema in cui avviene la trasformazione
  • lo si spiega a livello microscopico in termini di equilibrio dinamico, cioè come il risultato di due processi opposti che avanzano a uguale velocità.
Per esempio, la reazione H2(g) +  I2(g)     2HI(g)  è una reazione incompleta, dato che anche dopo moltissimo tempo non tutto il reagente si trasforma in prodotto, è invertibile, dato che può avvenire anche la sua opposta, cioè la trasformazione 2HI(g)     H2(g) +  I2(g), e si può raggiungere lo stesso stato di equilibrio partendo da situazioni opposte, cioè ponendo in un pallone soltanto H2 e I2 o soltanto HI. Ciò che osserviamo ponendo H2 e I2 in un pallone chiuso a temperatura costante, è che il colore viola caratteristico dello iodio inizialmente sbiadisce, dato che I2 scompare per trasformarsi in HI che è incolore, ma dopo un po’ di tempo la sua intensità rimane costante, e ciò indica che non varia più la quantità di I2 rimasta nel pallone. Quando si verifica una tale situazione diciamo che il sistema ha raggiunto l’equilibrio chimico: la costanza dell’intensità del colore viola (proprietà macroscopica osservabile) è la conseguenza del fatto che le concentrazioni di tutte le specie presenti nel pallone (I2, H2 e HI) non cambiano più nel tempo. A livello microscopico, spieghiamo poi lo stato di equilibrio in termini di equilibrio dinamico: il fatto che le concentrazioni di I2, H2 e HI restano costanti nel tempo non è dovuto all’arresto di qualsiasi trasformazione, ma è il risultato di due processi opposti che avvengono con la stessa velocità. In altre parole, quando nel pallone si raggiunge l’equilibrio, ammettiamo che la velocità con cui si forma HI secondo la reazione H2(g) +  I2(g)     2HI(g), è uguale alla velocità con cui esso si decompone secondo la reazione opposta 2HI(g)     H2(g) +  I2(g). In conclusione, l’equilibrio chimico è un equilibrio dinamico perché a livello microscopico le trasformazioni diretta e inversa avvengono in continuazione e con velocità identiche.
1 Commenti
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Angela Rosa Cerbone

23 febbraio 2023 alle 23:50

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