In questo materiale, seguirai passo passo le risoluzioni e le giustificazioni per le risposte di vari esercizi sull'equilibrio chimico, che coprono diversi argomenti in questa importante branca della Chimica Fisica.
1- Costante di equilibrio in termini di concentrazione in mol/L
Esempio: (PUC-RS) Un equilibrio coinvolto nella formazione delle piogge acide è rappresentato dall'equazione:
In un contenitore da un litro si mescolavano 6 moli di anidride solforosa e 5 moli di ossigeno. Dopo qualche tempo, il sistema ha raggiunto l'equilibrio e il numero di moli di anidride solforosa misurato è stato di 4. Il valore approssimativo della costante di equilibrio è:
a) 0,53
b) 0,66
c) 0,75
d) 1.33
e) 2.33
Risposta esatta: lettera D
L'esercizio chiede di calcolare la costante di equilibrio in termini di concentrazione mol/L. Affinché questo calcolo venga eseguito, dobbiamo utilizzare i valori di equilibrio per ciascun partecipante alla reazione. L'espressione di Kc presenta il risultato della moltiplicazione delle concentrazioni dei prodotti diviso per il prodotto delle concentrazioni dei reagenti:
Dobbiamo stare molto attenti a determinare i valori di ciascun partecipante nella bilancia, poiché l'esercizio non fornirà sempre questi dati, come nel caso di questo esempio. Quindi, dobbiamo seguire i passaggi seguenti:
Passo 1: Assemblare una tabella con valori noti.
Essendo questo l'inizio della reazione, il prodotto avrà una concentrazione pari a zero. Poiché il valore di equilibrio nel prodotto è sempre uguale alla somma dell'inizio e durante, il valore durante la reazione sarà di 4 mol/L.
Passo 2: Determinare i valori durante la reazione.
Per determinare i valori dei reagenti durante la reazione è sufficiente mettere in relazione il valore noto del prodotto con i valori dei reagenti utilizzando il rapporto stechiometrico. Abbiamo 4 mol/L di SO3 durante la reazione per la proporzione 2 in equilibrio. Come la proporzione del sistema operativo2 è anche 2, avremo 4mol/L durante il processo. all'O2, avremo solo 2 mol/L, perché il suo coefficiente stechiometrico è 1.
Per finalizzare la tabella, è sufficiente sottrarre il valore iniziale per il valore durante, in modo da determinare i valori di equilibrio per i reagenti.
Passaggio 3: Determinare il valore di Kc.
Per determinare il valore di Kc basta utilizzare i valori che si trovano nell'equilibrio nell'espressione sottostante:
2- Costante di equilibrio in termini di pressione parziale
Esempio: (SANTOS-SP) Osservare la seguente equazione di equilibrio:
Quando viene raggiunto il suddetto equilibrio, la pressione è 2 atm e c'è il 50% di NO2 di volume. Il valore della costante di equilibrio nelle pressioni parziali (Kp) dovrebbe essere:
a) 0.2
b) 0,25
c) 1
d) 0,5
e) 0,75
Risposta esatta: lettera C
L'esercizio indica che la pressione totale del sistema all'equilibrio è 2 atm e che esiste il 50% (frazione molare) di NO2. Quindi, inizialmente, dobbiamo determinare la pressione parziale per ciascun gas all'equilibrio moltiplicando la pressione totale per la frazione molare:
a NO2:
pNO2 = 0,5. 2
pNO2 = 1 atm
Per poi2oh4: poiché nell'impianto sono presenti solo due gas, la percentuale di N2oh4 sarà anche il 50% per ottenere un totale del 100%.
pN2oh4 = 0,5. 2
pN2oh4 = 1 atm
La costante di equilibrio, in termini di pressioni parziali, si calcola dividendo il risultato della moltiplicazione delle pressioni parziali dei prodotti gassosi per il prodotto delle pressioni dei reagenti gassoso. In questo caso, l'espressione di Kp sarà:
3- Spostamento dell'equilibrio
Esempio: (PUCCAMP) La formazione di stalattiti, depositi di carbonato di calcio esistenti in grotte vicine a regioni ricche di calcare, può essere rappresentata dalla seguente reazione reversibile:
Si prega di osservare le seguenti condizioni:
IO. Evaporazione costante dell'acqua
II. Corrente d'aria fredda e umida
III. Aumento della temperatura all'interno della grotta
IV. Abbassare la temperatura all'interno della grotta
Quale di queste condizioni favorisce la formazione di stalattiti?
a) I e II
b) I e III
c) II e III
d) II e IV
e) III e IV
Risposta esatta: Lettera b
Le stalattiti sono strutture formate da carbonato di calcio (CaCO3). L'enunciato si interroga su quale delle condizioni indicate favorisca la formazione di stalattiti. Si tratta, quindi, di un esercizio su spostamento dell'equilibrio, perché la formazione di CaCO3 si verifica quando l'equilibrio viene spostato nella tua direzione (a sinistra).
I- Vero, perché quando evapora, la quantità di acqua (presente a sinistra della bilancia) diminuisce. Secondo principio di Le Chatelier, quando la concentrazione di un partecipante diminuisce, l'equilibrio si sposta sempre dalla sua parte.
II- Falso, poiché le grotte sono luoghi freddi e umidi, quindi la reazione diretta della formazione di stalattiti è esotermica. Se una corrente di aria fredda e umida, che favorisce il processo esotermico e aumenta la quantità di acqua, entrare nella grotta, la reazione sarà spostata in direzione diretta, non favorendo la formazione di formation stalattiti.
III- Vero, poiché le grotte sono luoghi freddi e umidi e la reazione diretta è esotermica, se la temperatura nel temperature grotta aumento, la reazione sarà spostata in direzione indiretta (endotermica), che favorirà la formazione di stalattiti.
IV- Falso, poiché le grotte sono luoghi freddi e umidi e la reazione diretta è esotermica, se la temperatura nel diminuzione della grotta, la reazione sarà spostata nella direzione diretta (esotermica), che non favorirà la formazione di stalattiti.
Vedi anche:Equilibrio chimico in grotta
4- Costante di ionizzazione
Esempio: (UECE) La concentrazione [H+] di una soluzione 6×10-7 mol/litro di acido H2S, con una costante di ionizzazione Ki di 10-7, è lo stesso di:
a) 5×10-7 moli/litro
b) 6×10-7 moli/litro
c) 3×10-6 moli/litro
d) 2×10-7 moli/litro
Risposta esatta: lettera D
Poiché abbiamo solo un acido o una base, questo è un esercizio su exercise costante di ionizzazione (Ki). Quindi, per risolvere questo tipo di domanda, dobbiamo conoscere le concentrazioni degli ioni e dell'elettrolita (acido o base).
Per iniziare a risolvere un esercizio sulla costante di ionizzazione, dobbiamo usare l'equazione di ionizzazione acida (nel caso dell'esercizio, H2S) o la base.
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Secondo l'equazione assemblata, la concentrazione di H+ è lo stesso di HS- in equilibrio per la proporzione stechiometrica. Poiché non conosciamo questi valori, useremo x per entrambe le concentrazioni.
Nota: possiamo usare x per entrambe le concentrazioni perché abbiamo a che fare con il prodotto.
Passo 1: Assemblaggio dell'espressione Ki.
L'assemblaggio dell'espressione della costante di ionizzazione di equilibrio segue lo stesso principio della costante in termini di concentrazione in mol/L.
Passo 2: utilizzare i valori forniti dall'esercizio nell'espressione Ki assemblata.
Passaggio 3: Calcola il delta.
Passaggio 4: Calcola il possibile valore x per il delta trovato.
Per x1
Nota: la concentrazione non può essere negativa. Quindi questo valore non è valido.
Per x2
5- Legge di diluizione di Ostwald
Esempio: (ITA) In una soluzione acquosa 0,100 mol/L di un acido monocarbossilico a 25°C, l'acido è dissociato al 3,7% una volta raggiunto l'equilibrio. Seleziona l'opzione che contiene il valore corretto per la costante di dissociazione di questo acido a questa temperatura.
a) 1.4
b) 1.4×10-3
c) 1.4×10-4
d) 3,7×10-2
e) 3,7×10-4
Risposta esatta: lettera C
Attraverso Legge di diluizione di Ostwald, calcoliamo la costante di ionizzazione (Ki) di un elettrolita forte (α è maggiore del 5%) utilizzando la formula:
Per calcolare la costante di ionizzazione di un elettrolita debole (α è inferiore al 5%), utilizziamo la seguente formula:
Un esercizio sulla legge della diluizione di Ostwald è facilmente riconoscibile in quanto presenta una concentrazione in mol/L (in questo caso 0,100 mol/L) di un singolo elettrolita (acido monocarbossilico), una percentuale di dissociazione (α = 3,7%) o la costante di dissociazione o ionizzazione (Ki).
Poiché l'acido è debole, quindi:
6- Equilibrio chimico che coinvolge pH e pOH
Esempio: (PUC-MG) In tre contenitori X, Y e Z sono contenute soluzioni basiche sconosciute con una concentrazione di 0,1 mol/L. Misurando il pH delle tre soluzioni con carta indicatrice universale si sono ottenuti rispettivamente i seguenti valori: pH = 8, pH = 10 e pH = 13. Spunta l'affermazione CORRETTA:
a) La concentrazione di OH- di base Z è uguale a 10-13 mol/l.
b) Kb da base X è maggiore di Kb da base Y.
c) La base Y conduce la corrente elettrica meglio della base Z.
d) La base X è completamente ionizzata.
e) Nella bottiglia Z è contenuta una base forte.
Risposta esatta: lettera e
Per iniziare a risolvere questo esercizio, è necessario ricordare alcuni punti importanti:
Primo: pH + pOH = 14
Secondo: più alto è il pH, rispetto al valore 7, più basica sarà la soluzione. Più la soluzione è basica, maggiore è la concentrazione di anioni idrossido [OH-].
Terzo: [OH-] = 10-pOH
Camera: più piccolo è il pOH, più grande è il Kb, cioè più ionizzata o dissociata sarà la base.
Quindi, in base a questa conoscenza, segui i passaggi seguenti per risolvere il problema:
Passo 1: Determinare il pOH di ciascuna soluzione.
Per la soluzione X:
pH + pOH = 14
8 + pOH = 14
pOH = 14 - 8
pOH = 6
Per la soluzione Y:
pH + pOH = 14
10+ pOH = 14
pOH = 14 - 10
pOH = 4
Per la soluzione Z:
pH + pOH = 14
13 + pOH = 14
pOH = 14 - 13
pOH = 1
Passo 2: Per giudicare l'alternativa A, dobbiamo determinare la concentrazione di idrossido per la soluzione Z.
[Oh-] = 10-pOH
[Oh-] = 10-1 moli/l,
Presto, il l'alternativa A è falsa.
Passaggio 3: Confronta la base X Kb con la base Y.
La base X Kb è più piccola della base Y Kb perché il suo pOH è maggiore. Presto, il l'alternativa B è falsa.
Passaggio 4: associa pOH a forza e dissociazione.
La conduzione della corrente elettrica avviene meglio in soluzioni che hanno un forte elettrolita con un pOH più alto. La base Y non conduce la corrente elettrica meglio della base Z perché il suo pOH è inferiore, quindi vengono rilasciati meno ioni. Così il l'alternativa C è falsa.
Passaggio 5: Metti in relazione il pOH con la dissociazione.
Più piccolo è il pOH, più la base è dissociata. Poiché la soluzione con il pOH più alto si trova nel contenitore X, contiene la soluzione meno dissociata. quindi, il l'alternativa D è falsa.
Vedi anche: Il pH della bocca e la carie
7- Soluzione tampone
Esempio: (UFES) Il pH del sangue umano è mantenuto entro un intervallo ristretto (7,35 - 7,45) da diversi sistemi tampone. Segnalo l'unica alternativa che può rappresentare uno di questi sistemi tampone:
a) CH3COOH / NaCl
b) HCl / NaCl
c) H3POLVERE4 / NaNO3
d) KOH / KCl
e) H2CO3 / NaHCO3
La risposta a questa domanda è l'alternativa E, perché questo è un esercizio di soluzione tampone o sistema tampone. Questa soluzione si riferisce ad un equilibrio chimico formato da una miscela di due soluzioni: un acido (in esercizio, l'H2CO3) o base debole e un sale che ha la stessa componente acida (in esercizio, NaHCO3) o la base.
a- Falso, perché è una miscela formata da un acido debole e un sale che non ha componenti acide.
b- Falso, perché è una miscela formata da un acido forte, poiché HCl è uno dei tre idracidi forti (gli altri sono HBr e HI).
c- Falso, perché è una miscela formata da un acido moderato e un sale che non ha una componente acida.
d- Falso, perché è una miscela formata da una base forte (ha un elemento della famiglia dei metalli alcalini).
Vedi anche: Soluzione tampone nel sangue umano
Di Me. Diogo Lopes Dias
