Perciò andiamo avanti e parliamo di equilibrio chimico e facciamo prima un’ampia panoramica definendo cosa intendiamo per equilibrio chimico. La prima cosa importante da notare è che qui stiamo parlando solo di un sistema chiuso. In un altro segmento tratteremo l’equilibrio per sistemi che sono aperti all’ambiente. Quindi, quando diciamo equilibrio, stiamo dicendo che avete reagenti che vanno a prodotti, ricordate che l’equilibrio è segnalato dal fatto che abbiamo una freccia a due punte che significa che il tasso di una reazione in avanti, quindi il tasso al quale i reagenti si trasformano in prodotti, è uguale al tasso al quale i prodotti si trasformano in reagenti. Ok, alcuni punti importanti sull’equilibrio chimico sono che la concentrazione dei reagenti e la concentrazione dei prodotti non cambiano nel tempo. Quindi, quando diciamo che la reazione in avanti è uguale alla reazione all’indietro, non stiamo dicendo che le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti sono necessariamente uguali ma che, le concentrazioni non cambiano con il tempo una volta raggiunto l’equilibrio. Dicendo questo sembrerà che la reazione si sia fermata, quindi nei sistemi chiusi sono sempre all’equilibrio o si avvicinano all’equilibrio, e forse la cosa più importante è che all’equilibrio il rapporto tra i reagenti e i prodotti è uguale alla costante.
Ok, quindi affrontiamo quest’ultimo punto un po’ più in dettaglio. Quindi supponiamo di avere una reazione molto semplice in cui a è il vostro reagente o in equilibrio con 2 moli di b dove sono i vostri prodotti. E così se rompiamo questo in 2 componenti separati guarderemo la reazione in avanti così la reazione dove a va a formare 2 moli di b diremo che ha qualche caso costante di tasso di f per il tasso andando avanti e se abbiamo scritto l’equazione di tasso per questo, si avrebbe il tasso della reazione in avanti è uguale a caso volte la concentrazione di a abbiamo chiamato che per i tassi di reazioni è dipendente dalla concentrazione dei reagenti non i prodotti. Così poi per la stessa equazione 2 per la reazione all’indietro avremmo, ciò che appare qui è i nostri prodotti ma qui se stiamo scrivendo fuori separato è sul lato dei nostri reagenti così 2 moli di b con il caso r così il tasso per la reazione all’indietro formando un così poi il nostro tasso sarebbe tasso di sub r è uguale al caso di r volte la concentrazione di b al quadrato ricordando che questo coefficiente significa che deve, è necessario quadrare la concentrazione.
E se questo capita di avere un 3 davanti si cubizza così via e così via. Allora l’equilibrio, la definizione di equilibrio è che la reazione in avanti, quindi la velocità con cui si forma 2b è uguale alla velocità con cui si forma a. Quindi qui la reazione in avanti è uguale alla reazione all’indietro. Quindi, se lo scomponessimo e lo scrivessimo in termini di equilibrio, fondamentalmente risolveremmo per una costante e quindi risolveremmo qui e diremmo che b al quadrato su beh la concentrazione di b è al quadrato sulla concentrazione di a è uguale al caso di f sul caso di r e questo, questo sarebbe uguale a qualche costante e si scoprirebbe nel segmento successivo che questa è la costante di equilibrio. Quindi fondamentalmente la condizione di equilibrio può essere raggiunta da entrambe le direzioni, sia andando dai reagenti qui ai prodotti che dai prodotti ai reagenti. Quindi diamo un’occhiata a una rappresentazione grafica di questo, quindi qui sull’asse y ho la concentrazione in mols per litro e poi lungo l’asse x ho il tempo con il tempo crescente che va verso destra.
Ecco il mio punto. Quindi se stiamo guardando questo e si ricorda che la reazione era a andando a formare b così qui concentrazioni vedrà che abbiamo iniziato con per andare avanti abbiamo iniziato con a destra così i nostri reagenti, cominciamo a perdere la concentrazione dei nostri reagenti inizia a diminuire come la concentrazione dei nostri prodotti b inizia ad aumentare e ad un certo punto diventano uguali e che è quando sappiamo che abbiamo raggiunto l’equilibrio.
Similmente possiamo guardare questo in base al peso, qui sul nostro asse y e il tempo sul nostro asse x e di nuovo il punto 0 così ricordiamo di nuovo che a erano i nostri reagenti e così vediamo il tasso qui inizia alto e inizia a diminuire come il tasso con cui il nostro prodotto b si forma inizia ad aumentare fino a quando entrambi si livellano e un equilibrio è raggiunto in modo che si può vedere che il tasso della reazione in avanti è uguale al tasso della reazione indietro. E questa è la definizione di equilibrio chimico.