Come calcolare la costante di equilibrio di una reazione

In questa guida vi illustreremo come calcolare la costante di equilibrio di una reazione, cioè il rapporto presente tra le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti. Infatti, nel campo chimico, si definisce una reazione quell'evento in cui uno o più reagenti cambiano, dando origine ad altri elementi chimici, che sono detti prodotti. Una reazione è una trasformazione della materia e della sua massa. Tale trasformazione chimica è permessa dalla rottura di legami chimici e dalla realizzazione di legami chimici che si formano tra le varie molecole. Vediamo dunque come occorre procedere per calcolare questa importante variabile, detta appunto costante di equilibrio.

• Manuale di Chimica
• Calcolatrice

Prima di analizzare passo dopo passo il procedimento che occorre mettere in pratica, bisogna ricordare che le reazioni chimiche possono essere di due tipi: complete o incomplete. I reagenti nella prima tipologia, si traducono in prodotti e la reazione è irreversibile. Tutto ciò significa che dal prodotto non si può tornare indietro ai reagenti. Mentre, nella seconda, dove le reazioni sono considerate incomplete, i reagenti e gli elementi iniziali entrano in contatto tra loro, dando inizio allo sviluppo dei prodotti. E i prodotti a loro volta entrando in contatto tra loro, formano nuovamente i reagenti. Questa reazione si può chiamare reversibile o incompleta. Ciò perché i prodotti possono determinare la nascita dei reagenti. In una reazione chimica, questo tipo di reazione può raggiungere l'equilibrio (indicato con il simbolo ? nell?equazione di reazione).

Ne dedurrete, dunque, che l?equilibrio chimico di una reazione corrisponde alla dinamicità raggiunta dalla reazione reversibile, quando la reazione diretta (da destra verso sinistra) e la reazione inversa (da sinistra verso destra), si attuano nello stesso momento ed alla medesima velocità. Considerata, quindi, l?unità di tempo t, la quantità di reagenti che si trasformano in prodotti è uguale alla quantità di prodotti che si trasformano in reagenti. Di conseguenza: aA+bB ? cC+dD. A questo punto, potete calcolare la costante di equilibrio (Kc), tramite una semplice equazione: Kc=[C]? x [D]?/[A]?x[B]?. Va precisato in questo caso che il valore della costante può essere ottenuto da dati sperimentali. Il caso più evidente è quello che si verifica quando si conoscono le concentrazioni o le pressioni di tutte le specie presenti all?equilibrio. Pur tuttavia possono presentarsi anche casi più particolari, dove la costante deve essere ricavata mediante il calcolo matematico e la formula appena enunciata.

Un'ultima precisazione riguardo al calcolo della costante di equilibrio: non va dimenticato che il valore assunto da quest'ultima viene condizionato da un'altra variabile molto importante, ossia la temperatura. Ciò sta a significare che un aumento considerevole della temperatura, determinerà in ogni caso anche l?aumento del valore della costante di equilibrio. Ben si comprende quindi come tale situazione, incrementerà la trasformazione dei reagenti in prodotti, nelle reazioni endotermiche (caratterizzate da assorbimento di calore) e, viceversa, dei prodotti in reagenti in quelle esotermiche (che generano calore). Una caratteristica da tenere sempre nella debita considerazione ogni qual volta ci si appresta a calcolare il valore di una costante di equilibrio all'interno di una data reazione.

• Per calcolare la costante di equilibrio di una reazione, non dimenticate mai di misurare la temperatura alla quale si verifica la reazione

• Calcolo della costante di equilibrio

• Come calcolare la pressione totale all'equilibrio