Calcolatore della Costante di Equilibrio

Questo calcolatore della costante di equilibrio ti aiuterà a comprendere le reazioni chimiche reversibili, ovvero le reazioni di cui è possibile produrre una reazione inversa.

Dopo un certo periodo di tempo, si forma un equilibrio, il che significa che la velocità di trasformazione dei reagenti in prodotti è uguale alla velocità di trasformazione dei prodotti in reagenti. A questo punto, la reazione è considerata stabile. Per determinare lo stato di equilibrio, il quoziente di reazione deve rimanere costante. Con questo strumento puoi calcolare il valore della costante di equilibrio di una reazione e imparare a calcolare la costante di equilibrio a mano con facilità!

Di seguito troverai l'equazione di una reazione reversibile e quella della costante di equilibrio:

a[A] + b[B] ⇌ c[C] + d[D]

K = ([C]^c × [D]^d)/([B]^b × [A]^a),

dove
[A], [B] — Le concentrazioni molari dei reagenti, e
[C], [D] — Le concentrazioni molari dei prodotti.

Per capire meglio questi concetti, dai un'occhiata al calcolatore per la molarità.

Calcolare il valore della costante di equilibrio di una reazione è utile per determinare la quantità di ciascuna sostanza formata in equilibrio sotto forma di un rapporto tra le due. La costante non dipende dalle concentrazioni iniziali dei reagenti e dei prodotti, poiché dopo un certo periodo di tempo si raggiungerà sempre lo stesso rapporto. Tuttavia, la costante può essere influenzata da:

• Temperatura;
• Solvente; e
• Forza ionica.

Se la reazione è ancora in corso, con oscillazioni tra reagenti e prodotti, devi invece utilizzare il calcolatore del quoziente di reazione 🇺🇸. Tuttavia, anche se si applica in un contesto diverso, è definita allo stesso modo della costante di equilibrio!

Le costanti di equilibrio sono utili per comprendere processi biochimici come il trasporto di ossigeno da parte dell'emoglobina o l'equilibrio acido-base nell'uomo. I cambiamenti nell'equilibrio acido-base si riflettono principalmente nelle variazioni del pH del sangue arterioso e venoso. I medici controlleranno anche la costante di equilibrio della transferrina nel sangue, poiché la saturazione della transferrina è un sintomo di anemia da carenza di ferro.

Questa equazione aiuta a spiegare cosa sarà favorirà l'equilibrio — i reagenti o i prodotti. Questo può fornire importanti informazioni sulla natura della reazione e sul suo meccanismo. Troverai maggiori informazioni su questo argomento qui di seguito.

La costante di equilibrio di una reazione si riferisce a tutte le specie presenti nella reazione. Tuttavia, in questo calcolatore, supponiamo che ci sia un massimo di due reagenti principali e due prodotti principali. Per la reazione ipotetica:

a[A] + b[B] ⇌ c[C] + d[D],

l'equazione della costante di equilibrio ha la seguente formula:

K = ([C]^c × [D]^d)/([B]^b × [A]^a).

La costante K riflette due misure di quantità:

• K_c — La concentrazione, ovvero la molarità, espressa in moli per litro (M=mol/L); e
• K_p — Una funzione della pressione parziale dei reagenti e dei prodotti, solitamente espressa in atmosfere, utile per i calcoli allo stato gassoso.

Se K > 1 — L'equilibrio favorisce i prodotti,

Se K < 1 — L'equilibrio favorisce i reagenti, e

Se K = 1 — La miscela contiene quantità simili sia di prodotti che di reagenti in uno stato di equilibrio.

Se non sai come passare dalle moli alle altre unità di misura e viceversa, dai un'occhiata al nostro calcolatore per la mole.

Per capire meglio come funziona in pratica questa equazione, abbiamo creato questo esempio.

Abbiamo una miscela di anidride solforosa allo stato gassoso e ossigeno, i quali possono reagire per formare l'anidride solforica. Questa è una delle fasi della sintesi dell'anidride solforica:

2 SO₂ + O₂ ⇌ 2 SO₃.

Pertanto, l'equazione della costante di equilibrio per questa reazione è:

K = [SO₃]²/([SO₂]² × [O₂]).

La miscela di reazione viene lasciata per un po' di tempo finché non si stabilisce un equilibrio. I reagenti e i prodotti hanno le seguenti concentrazioni:

• SO₂ — 0,03 mol/L ;
• O₂ — 0,035 mol/L; e
• SO₃ — 0,5 mol/L.

Inserendo questi numeri nell'equazione, arriviamo al valore di K:

K = 0,5²/(0,03² × 0,035), quindi

K = 7,937 × 10³.

Quando K > 1, l'equilibrio favorisce i prodotti.

Nel nostro esempio, sono state fornite le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti in uno stato di equilibrio. Abbiamo quindi utilizzato queste informazioni per calcolare la costante di equilibrio. Ma cosa succede se conosci la costante di equilibrio, e l'incognita è la concentrazione iniziale o il coefficiente di un componente? Beh, non preoccuparti! Il nostro calcolatore funziona in tutti i sensi, quindi risolve entrambi i tipi di problemi. Basta inserire tutti i dati che conosci e i risultati saranno calcolati per te in un istante.

Questo paragrafo si concentra principalmente sul modo in cui la costante di equilibrio viene determinata in modo analitico. Per calcolare il valore della costante di equilibrio di una reazione, devi misurare (magari con il nostro calcolatore per la titolazione) le concentrazioni dei reagenti e/o dei prodotti. Esistono metodi esperimentali e computazionali per la valutazione delle costanti. Tra i metodi esperimentali, puoi trovare:

• La potenziometria;
• La spettrofotometria;
• Lo spostamento chimico ricavabile dall'NMR (o chemical shift in inglese); e
• La calorimetria.

La procedura di calcolo generale consiste in quattro fasi:

• Modello chimico;
• Calcoli di speciazione;
• Raffinamento; e
• Selezione del modello.

Anche se sai già come calcolare la costante di equilibrio, risparmia un po' di tempo e usa il nostro calcolatore!