Chimie electronică

Consideratii teoretice

Intr-o reactie chimica reversibila la un moment dat, in conditii determinate de temperatura si presiune se stabileste starea de echilibru dinamic, caracterizata printr-o compozitie invariabila in timp.

Reactie chimica reversibila - reactie care poate decurge in ambele sensuri in cursul careia intre participantii la reactie se poate stabili, in anumite conditii de reactie, un echilibru chimic:

N2 + 3H2 ?2NH3

Starea de echilibru

- stare stabila si independenta de timp a unui sistem; in conditii exterioare constante;

(presiune, temperatura) se poate mentine timp nelimitat;

- prezinta mobilitate, adica revine spontan la starea initiala, cand inceteaza actiunea perturbatoare;

- este rezultatul a doua procese care se desfasoara cu viteze egale, dar in sensuri opuse aceasta justificand caracterul dinamic al starii de echilibru.

Caracteristicile echilibrului chimic:

- reactantii si produsii de reactie coexista, concentratiile lor raman neschimbate ;

- reactiile directa si inversa decurg simultan si cu viteze egale vd = vi ? 0;

- viteza totala de reactie este nula pentru reactia reversibila vt = vd - vi = 0.

Echilibrul chimic se poate instala atat din directia reactantilor cat si din directia produsilor de reactie.

In continuare sunt prezentate cateva tipuri de echilibre chimice:

A. Echilibrul de protoliza - se instaleaza intr-o reactie acido-bazica (reactie cu transfer de protoni):

CH3COOH+H-OH ? CH3COO-+H3O+ (disociere acid slab in apa) (3.1)

NH3+H-OH ? NH4OH?NH4++HO- (disociere baza slaba in apa) (3.2)

HCl + NaOH ? Na+ + Cl- + HOH (reactia de neutralizare acid - baza) (3.3)

CH3COONa+H-OH ? CH3COOH+NaOH (reactia de hidroliza a unei sari) (3.4)

B. Echilibrul de precipitare - se instaleaza intre substanta nedizolvata (greu solubila) si solutia saturata a respectivei substante greu solubile:

Ba +2 (aq) + SO4-2 (aq) ? BaSO4 (s) (3.5)

solutie saturata (ioni ?substanta nedizolvata) (s)

Formarea precipitatului are loc atunci cand la amestecarea a doua solutii cu ionii unei sari greu solubile, produsul concentratiilor acestor ioni este mai mare decat produsul de solubilitate, Ps al sarii.

Ks = produsul concentratiilor ionilor unei substante greu solubile, dizolvata in solutia saturata (constanta de echilibru a echilibrelor de solubilitate):

AmBn (s) ? m A+z (aq) + n B-z(aq) (3.6)

(3.7)

C. Echilibrul de oxido-reducere - se stabileste in cazul reactiilor cu schimb de electroni, intre perechile redox corespondente:

M+z + ne- ?M(z-n)+ (3.8)

Fe3+ + e- ?Fe+2 (3.9)

Br20 + 2NaOH ?NaBr+1O + NaBr-1 + H2O (3.10)

D. Echilibrul de formare a complecsilor - se instaleaza in reactia ionilor metalici (hidratati) cu liganzii; in reactia cu liganzii monodentati are loc treptat "dislocarea" moleculelor de apa:

[Ag( H2O)2]+ + NH3 ? [Ag(NH3)(H2O)]+ + H2O (3.11)

[Ag(NH3)(H2O)]+ + NH3 ? [Ag(NH3)2]+ + H2O (3.12)

Constante de echilibru

Echilibrul chimic