Come calcolare le concentrazioni in una reazione chimica in equilibrio

Una reazione chimica è composta da reagenti e prodotti: i reagenti sono le sostanze iniziali presenti, i prodotti sono sostanze formate dai reagenti. Molte equazioni sono reversibili; pertanto, i reagenti possono formare i prodotti e viceversa. L'equilibrio chimico si riferisce ad una reazione in cui il tasso di formazione del prodotto è uguale al tasso di formazione del reagente. La concentrazione di equilibrio rappresenta le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti quando i tassi di inversione delle reazioni sono uguali. Per calcolare la concentrazione in una reazione chimica in equilibrio, comporre una tabella ICE, creare e risolvere l'equazione e quindi inserire i valori dell'equazione nella tabella ICE. Ecco come.

Creare un'espressione algebrica basata sulle concentrazioni iniziali e il cambiamento delle concentrazioni dei reagenti e prodotti. Nella riga E, sotto i reagenti, sottrarre le x dalla concentrazione iniziale. Ad esempio, se si dispone di 0.200 M di concentrazione iniziale di idrogeno, scrivere 0,200-x nella riga E. Se si dispone 0,200 M di concentrazione iniziale di iodio, scrivere questa stessa espressione nella riga E.

Scrivere l'espressione della costante di equilibrio, la quale indica il rapporto tra la quantità di reagente e di prodotti. La costante di equilibrio è il valore che corrisponde a questo rapporto. In condizioni di equilibrio, i prodotti vengono sovrascritti dai reagenti. Inoltre, i coefficienti stechiometrici corrispondono alla potenza con cui i reagenti o i prodotti sono elevati.

Sostituire le espressioni nella riga E nell'espressione della costante di equilibrio. Dopo aver scritto l'espressione, trovare l'incognita x. Quindi, utilizzando il valore di x, risolvere le espressioni algebriche all'interno della colonna E. Ad esempio, la costante di equilibrio per questa reazione è 54.3. Il valore di x dovrebbe quindi essere di circa 0,157 M. La concentrazione di equilibrio dell'idrogeno e dello iodio dovrebbe essere 0,043 M, e la concentrazione di equilibrio dello ioduro di idrogeno dovrebbe essere circa 0,314 M.

Creare una tabella ICE, riportandovi le concentrazioni iniziali, il cambiamento e le concentrazioni finali delle sostanze all'interno di una equazione chimica. Riportare sul lato sinistro le lettere I, C, E verticalmente. Nella prima riga iniziale, scrivere le concentrazioni iniziali dei reagenti e dei prodotti. Queste informazioni sono fornite nel problema. Le unità di concentrazione sono delle molarità e vengono rappresentate dalla lettera M. Scrivere la variazione di concentrazione nella tabella ICE. Nella riga corrispondente alla lettera C scrivere il modo in cui la concentrazione dei reagenti e prodotti cambia in tutto il corso della reazione. Ad esempio, se si dispone di una mole di idrogeno e una di di iodio come reagenti, questi cambieranno di un fattore x durante la reazione. Pertanto, scrivere una x sotto le singole moli dei reagenti nella colonna C. I prodotti aumenteranno in concentrazione. Ad esempio, se si hanno due moli di ioduro di idrogeno come prodotto, scrivere + 2x sotto i prodotti all'interno della riga C.