Scheda di lavoro relativa all`equilibrio
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Scheda di lavoro relativa all'esperienza di laboratorio: IL PRINCIPIO dell'EQUILIBRIO MOBILE Identificazione del problema e scopo dell'esperienza: attraverso il cambiamento di colore di una reazione all'equilibrio si osservano gli effetti di una sua perturbazione in termini delle concentrazioni delle specie coinvolte. Premessa teorica (completa): Un sistema chimico aperto/chiuso evolve spontaneamente verso uno stato di equilibrio in cui si stabilizzano le tendenze a reagire dei reagenti attraverso la reazione diretta/inversa e dei ……………….…….. nella reazione …………………………. Lo stato di equilibrio è la particolare situazione caratterizzata dalla costanza (invarianza) delle proprietà microscopiche/macroscopiche, per esempio, il colore, la temperatura, …………………, ……………………… L’equilibrio chimico è un equilibrio dinamico, in cui sono possibili due reazioni concorrenti; la doppia ........................... indica che la reazione puo' avvenire in entrambe le direzioni; la reazione è allora in generale reversibile/irreversibile e lo stato di equilibrio può essere raggiunto sia partendo dai ……………………. che dai ……………………….. All'equilibrio la velocità della reazione diretta è minore/uguale/maggiore a quella della reazione .......................... per cui si può immaginare si abbia una incessante attività di interconversione tra reagenti e prodotti che si trasformano gli uni negli altri pur mantenendo immutate le loro ………………………. Il grado di reversibilità è condizionato dalla ……...…………….. ............................................. Keq che è data dal rapporto tra i prodotti delle concentrazioni .................... dei prodotti e dei reagenti, ciascuna elevata al proprio .......................................... ................................ La costante di equilibrio è costante a pressione/temperatura costante. Il valore della costante di equilibrio puo' essere utilizzato per prevedere la direzione privilegiata verso cui un sistema chiuso/aperto/isolato tende spontaneamente ad evolvere: se la Keq>>1 la reazione è molto spostata a destra/sinistra e viceversa. La Keq è in relazione con la variazione di energia libera di Gibbs G che misura la spontaneità della reazione: la reazione è spontanea se porta a diminuzione/aumento dell'energia libera per cui G=G ................-G ...............<....... L’equilibrio corrisponde ad uno stato di minima energia per cui si ha che G è minore/uguale/maggiore a zero; poiché G=H-TS all'equilibrio si ha che ...............=.............. : il fattore .............................. e il fattore ......................... sono perfettamente bilanciati: sono bilanciate cioè la tendenza a procedere nella direzione in cui i legami diventano più stabili (…….<0) e quella per cui il disordine aumenta (S…….). Un sistema perturbato dal suo stato di equilibrio .......................................................................................................... ................................................................................(Principio di Le Chatelier o ............................................................). Materiale: 4 vetrini da orologio, ............................................................................................................................ Reattivi (nomi e formule): soluzione di solfocianuro di potassio KSCN 0,002M; cristalli di KSCN; ……………... ............................................................................................................................................................................................ Procedimento, Reazioni e Osservazioni: mescolo nel beker .................................................................................. In soluzione avviene la seguente reazione (da bilanciare): La sostanza che colora di rosso il sistema è lo ione complesso tiocianato di ferro (III) che si forma tra lo ione ferrico e lo ione tiocianato: Ione ……………………… ……….………… di colore …………………….…… incolore …….......................... di colore …………………. per cui vale la seguente Keq=…………………………………………………….. divido la soluzione in 4 parti uguali; prendo come riferimento il primo vetrino. A) aggiungo qualche cristallo di ......................e osservo che ........................................................................................... B) aggiungo qualche cristallo di ......................e osservo che .......................................................................................... C) aggiungo qualche cristallo di idrogeno fosfato di sodio Na2HPO4 che in soluzione dà luogo a ioni H2PO4- in grado di formare con lo ione Fe+3 un composto di colore ……………………………… secondo la seguente reazione: e osservo che ......................................................................................................................................................................... D) se scaldo la soluzione osservo che ………………………………………………………………………………… Elaborazione dei risultati ottenuti: A) l'equilibrio si sposta a destra/sinistra perché ......................................................................................................... B) l'equilibrio si sposta a ............................ perché .......................................................................................................... C) l'equilibrio si sposta a ............................ perché ........................................................................................................... D) l’equilibrio si sposta a ……………..… perché ………………………………..……………………………………. H) Se un prodotto fosse gassoso dove si sposterebbe l'equilibrio aumentando la pressione? ......................................... In sintesi: il In base al si può prevedere Principio di Le Chatelier di un l’evoluzione che subisce sistema chimico stabilisce che l’aumento di de temperatura favorisce le reazioni endotermiche pressione favorisce le reazioni con diminuzione di n in fase gassosa concentrazione de favorisce la formazione dei prodotti favorisce la formazione dei reagenti reagenti i i prodotti perturbazioni dello stato di equilibrio
