Equilibrio chimico tra idrogeno, iodio e ioduro di idrogeno
Esercizio riguardante l'equilibrio tra idrogeno, iodio e ioduro di idrogeno
In un recipiente vengono introdotte quantità equimolari di I2(g) e H2(g).
Avviene la reazione:
H2(g) + I2(g) ⇄ 2 HI(g)
la cui costante di equilibrio, ad una data temperatura, è 46.
Raggiunto l'equilibrio, nel recipiente sono presenti 2,5 mol/l di HI(g).
Calcolare le concentrazioni di H2(g) e I2(g) all'equilibrio e all'inizio della reazione.
Svolgimento
Per la reazione:
H2(g) + I2(g) ⇄ 2 HI(g)
sono presenti all'equilibrio 2,5 mol/l di HI(g).
Per la reazione precedente, l'espressione della costante di equilibrio è:
Keq = [HI]2 / [H2] · [I2]
Indichiamo con X la concentrazione di H2 e di I2 all'equilibrio. Il valore di tali concentrazioni è uguale infatti all'interno del recipiente vengono inserite quantità equimolari delle due sostanze. La concentrazione di HI all'equilibrio è invece = 2,5 mol/l. Sostituendo tali valori nell'espressione della costante di equilibrio, si ha:
Keq = [HI]2 / [H2] · [I2]
Keq = 2,52 / X2 = 46
Da cui:
6,25 / X2 = 46
6,25 = 46 · X2
X2 = 6,25 / 46
X2 = 0,136
da cui infine:
X = 0,369 mol/l
Pertanto la concentrazione di H2 e di I2 all'equilibrio è 0,369 mol/l.
Determiniamo ora la concentrazione iniziale di H2 e di I2.
Dalla reazione:
H2(g) + I2(g) ⇄ 2 HI(g)
è possibile notare che per due mol/l di HI che si sono formate, le mol/l di H2 e di I2 reagite sono la metà.
Pertanto le mol/l sia di H2 che di I2 che hanno reagito sono:
mol/l H2 reagite = mol/l di I2 reagite = (2,5 mol/l) / 2 = 1,25 mol/l
Le mol/l iniziali di H2 sono date dalla somma tra le moli presenti all'equilibrio e le moli reagite per dare HI.
moli/l iniziali di H2 = 0,369 + 1,25 = 1,62 mol/l
Stesso identico discorso vale per I2:
mol/l iniziali di I2 = 0,369 + 1,25 = 1,62 mol/l
Pertanto le mol/l di H2 e di I2 all'inizio della reazione sono pari a 1,62 mol/l.
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