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Costante di equilibrio di una redox

Come è possibile determinare la costante di equilibrio di una reazione redox

Facendo reagire due coppie redox aventi potenziali diversi, si ha una reazione chimica che procede fino a quando i potenziali delle due coppie non risultano uguali.

In tali condizioni viene raggiunto l'equilibrio chimico.

Si consideri una generica reazione redox:

generica redox

la cui costante di equilibrio è:

costante equilibrio redox

Siccome all'equilibrio si ha che: EOx1/Red1 = EOx2/Red2, operando alla temperatura di 25°C vale la seguente relazione:

keq redox

che riordinata diventa:

costante equilibrio di redox

da cui:

keq di reazioni redox

L'ultima relazione vista può essere infine scritta anche come:

costante di equilibrio di reazioni redox

Per mezzo di quest'ultima relazione è possibile calcolare la costante di equilibrio di una reazione redox.

In particolare, noti i dati dei potenziali standard di riduzione delle due sostanze (E°Ox1/Red1 e E°Ox2/Red2), e il numero totale di elettroni scambiati (n), è possibile determinare la Keq della reazione redox.

Dalla relazione precedente risulta inoltre che tanto più sono diversi i potenziali di riduzione delle due sostanze, tanto maggiore è il valore della costante di equilibrio della reazione.

In prima approssimazione si può ritenere che una reazione redox proceda completamente verso i prodotti se i potenziali standard differiscono di almento 0,3 volt.

Esercizio

Calcolare a 25°C, la costante di equilibrio della reazione:

2 Cu2+ + 4 I- <==> 2 CuI + I2

sapendo che i potenziali standard di riduzione a 25°C dei due sistemi redox interessati sono rispettivamente:

Cu2+/CuI = 0,85 V

e

I2/I- = 0,536 V

Risoluzione

La reazione precedente è la somma delle due semireazioni:

(Cu2+ + I- + e- → CuI ) x 2

(2I- → I2 + 2e- ) x 1

---------------------------------

2 Cu2+ + 4 I- <==> 2 CuI + I2

Si applica la relazione:

costante di equilibrio di reazioni redox

e poichè il sistema ossidante (quello che assume elettroni, ovvero quello che si riduce) è il sistema ECu2+/CuI che è più positivo, otteniamo:

calcolo keq

da cui:

Keq = 4,4 · 1010

Altri esercizi

Li puoi trovare al seguente link: esercizi sulle redox.

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