QUIZ DI "EQUILIBRIO CHIMICO ED EQUILIBRIO DI SOLUBILITA' " - REGIONALI CATEGORIA C

La variazione della pressione in una reazione di equilibrio può influenzare la posizione di tale equilibrio. Nel caso della reazione data:

2 NO (g) + O₂ (g) → 2 NO₂ (g)

Possiamo osservare che in questa reazione gassosa, ci sono tre molecole di gas come reagenti (due di NO e una di O₂) che si trasformano in due molecole di gas (due di NO₂). Pertanto, ciò implica che la diminuzione del volume o l'aumento della pressione comporta una diminuzione del numero di molecole gassose.

Secondo il principio di Le Chatelier, quando si applica una pressione a un sistema in equilibrio, esso reagisce per contrastare l'effetto applicato. In questo caso, se aumentiamo la pressione, il sistema di equilibrio tenderà a ridurre la pressione spostandosi verso il lato della reazione che produce meno molecole di gas.

Nel caso specifico della reazione data, l'aumento della pressione sposterà l'equilibrio verso destra, cioè verso la formazione di 2 NO_{2 (g)}, poiché in questo senso c'è una riduzione del numero di molecole gassose.

Quindi, l'affermazione corretta è la A: "un aumento della pressione sposta la reazione a destra". Questo si verifica perché il sistema cerca di ridurre la pressione diminuendo il numero totale di molecole gassose, spostando l'equilibrio verso il lato della reazione che comporta una diminuzione del numero di molecole gassose, che in questo caso è il lato dei prodotti.

La risposta corretta è la C) C₂H₂ (g) = 87% e H₂ (g) = 13%. Ecco una spiegazione più dettagliata su come si giunge a questa conclusione:

La costante di equilibrio K_p per la reazione data è espressa come:

K_p = p(H₂) / p(C₂H₂)

Dove p(H₂) è la pressione parziale dell'idrogeno (H₂) e p(C₂H₂) è la pressione parziale dell'acetilene (C₂H₂) all'equilibrio.

Ci è stato dato che K_p = 0,15 e la pressione totale nel recipiente all'equilibrio è 1,0 ∙ 10⁵ Pa.

Poiché K_p è molto piccolo (0,15), ciò suggerisce che la quantità di H₂ prodotta è molto bassa rispetto all'acetilene C₂H₂ all'equilibrio. Questo significa che la reazione procede in gran parte verso la formazione di C₂H₂ (acetilene), mentre la quantità di H₂ prodotta è trascurabile.

Ora, proviamo a calcolare la percentuale in volume (% v/v) di H₂ e C₂H₂ nell'equilibrio. Supponiamo che la percentuale di H₂ sia x%, quindi la percentuale di C₂H₂ sarà (100 - x)%.

Ora, utilizzando il fatto che K_p = p(H₂) / p(C₂H₂), possiamo scrivere l'equazione:

0,15 = (x / 100) / ((100 - x) / 100)

Ora, risolviamo questa equazione per x:

0,15 = x / (100 - x)

0,15(100 - x) = x

15 - 0,15x = x

15 = 1,15x

x = 15 / 1,15

x ≈ 13,04

Quindi, la percentuale di H₂ è circa il 13% e la percentuale di C₂H₂ è (100 - 13) ≈ 87%.

Pertanto, la risposta corretta è la C) C₂H₂ (g) = 87% e H₂ (g) = 13%.

La risposta corretta è la C perché segue le relazioni delle pressioni parziali dei gas coinvolti all'equilibrio chimico. Quando il solido NH₄SH si trova in equilibrio con la fase gassosa di NH₃ e H₂S, se un po' del sale si trasforma in fase vapore, si libereranno quantità equimolari di NH₃ e H₂S. Inizialmente, l'ammoniaca (NH₃) presente nel pallone a 0,50 atm deve essere superiore alla pressione di equilibrio di H₂S (H₂S) per soddisfare l'equazione P_NH3 = P_H2S + 0,50. La soluzione che rispetta questa condizione è la C, in cui P_NH3 = 0,67 atm e P_H2S = 0,17 atm.