Equilibrio dinamico (Italiano)

In una nuova bottiglia di soda la concentrazione di anidride carbonica nella fase liquida ha un valore particolare. Se metà del liquido viene versato e la bottiglia è sigillata, l’anidride carbonica lascerà la fase liquida ad un tasso sempre decrescente e la pressione parziale dell’anidride carbonica nella fase gassosa aumenterà fino al raggiungimento dell’equilibrio. A quel punto, a causa del moto termico, una molecola di CO2 può lasciare la fase liquida, ma entro un tempo molto breve un’altra molecola di CO2 passerà dal gas al liquido e viceversa., All’equilibrio la velocità di trasferimento di CO2 dal gas alla fase liquida è uguale alla velocità da liquido a gas. In questo caso, la concentrazione di equilibrio di CO2 nel liquido è data dalla legge di Henry, che afferma che la solubilità di un gas in un liquido è direttamente proporzionale alla pressione parziale di quel gas sopra il liquido. Questa relazione è scritta come

c = k p {\displaystyle c = kp\,}

dove k è una costante dipendente dalla temperatura, p è la pressione parziale e c è la concentrazione del gas disciolto nel liquido., Così la pressione parziale di CO2 nel gas è aumentata fino a quando la legge di Henry è obbedita. La concentrazione di anidride carbonica nel liquido è diminuita e la bevanda ha perso parte del suo fizz.

La legge di Henry può essere derivata impostando i potenziali chimici dell’anidride carbonica nelle due fasi come uguali tra loro. L’uguaglianza del potenziale chimico definisce l’equilibrio chimico. Altre costanti per l’equilibrio dinamico che coinvolgono cambiamenti di fase, includono coefficiente di partizione e prodotto di solubilità., La legge di Raoult definisce la pressione di vapore di equilibrio di una soluzione ideale

L’equilibrio dinamico può esistere anche in un sistema monofase. Un semplice esempio si verifica con l’equilibrio acido-base come la dissociazione dell’acido acetico, in soluzione acquosa.,

CH3CO2H ⇌ {\displaystyle \rightleftharpoons } CH3CO2− + H+

All’equilibrio la concentrazione di quoziente, K la costante di dissociazione acida, è costante (a determinate condizioni)

K c = {\displaystyle K_{c}=\mathrm {\frac {}{}} }

In questo caso, la reazione in avanti comporta la liberazione di alcuni protoni da molecole di acido acetico e indietro reazione comporta la formazione di acido acetico molecole quando uno ione acetato accetta un protone., L’equilibrio è raggiunto quando la somma dei potenziali chimici della specie sul lato sinistro dell’espressione di equilibrio è uguale alla somma dei potenziali chimici della specie sul lato destro. Allo stesso tempo i tassi di reazioni in avanti e indietro sono uguali tra loro. Gli equilibri che coinvolgono la formazione di complessi chimici sono anche equilibri dinamici e le concentrazioni sono governate dalle costanti di stabilità dei complessi.

Gli equilibri dinamici possono verificarsi anche in fase gassosa come, ad esempio, quando il biossido di azoto dimerizza.,

2NO2 {{\displaystyle \ rightleftharpoons } N2O4; K p = 2 {\displaystyle K_{p}= \ mathrm {\frac {}{^{2}}} }

Nella fase gassosa, le parentesi quadre indicano la pressione parziale. In alternativa, la pressione parziale di una sostanza può essere scritta come P (sostanza).

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