Principio di Le Chatelier: come cambia l’equilibrio chimico

principio di Le Chatelier

Seguici sui social

In questo articolo ti spieghiamo uno degli argomenti di chimica più noti e richiesti alle scuole superiori e nei quiz dei test di ammissione: il principio di Le Chatelier.

Il principio dell’equilibrio mobile di Le Chatelier è fondamentale per capire equilibrio chimico e equilibrio dinamico di una reazione.

Leggi l’articolo per studiare o ripassare il principio di Le Chatelier e rispondere correttamente agli esercizi dei compiti in classe o ai quiz di chimica nei test di medicina, veterinaria e professioni sanitarie.

In più, guarda la videolezione sul principio di Le Chatelier con un esercizio svolto dalla nostra tutor chimica.

Ti sarebbero utili altre lezioni come questa? E in più webinar, video, esercizi…Entra anche tu come altri 70.000 studenti in WAU Academy, la Community di WAU! pensata per semplificare la scuola e l’università.

Principio di Le Chatelier

Il principio di Le Chatelier è anche chiamato principio dell’equilibrio mobile. Si tratta di uno dei principi fondamentali della termodinamica e si chiama così per via dello studioso che lo teorizzò alla fine dell’‘800, Henri Le Chatelier.

Cosa dice il principio di Le Chatelier?

Secondo la più diffusa definizione del principio di Le Chatelier:

Data una reazione in equilibrio, se intervengono dei fattori esterni che ne alterano l’equilibrio chimico, il sistema reagisce cercando di minimizzare o annullare gli effetti di queste azioni esterne e ristabilire l’equilibrio.

Il principio di Le Chatelier si applica a reazioni in equilibrio su cui intervengono delle variazioni di concentrazione di reagenti o prodotti, pressione, volume o temperatura.

Quindi, quando una reazione è spostata verso destra o sinistra? Continua a leggerlo per capirlo.

Costante di equilibrio

Prima di analizzare nel dettaglio le singole variazioni che si possono verificare in una reazione in seguito a sollecitazioni esterne, rinfreschiamo il concetto di costante di equilibrio.

La costante di equilibrio, Keq, è la relazione che intercorre tra i reagenti e i prodotti di una reazione.

Più esattamente, la costante di equilibrio è il rapporto tra le concentrazioni dei prodotti e le concentrazioni dei reagenti, ciascuno elevato al proprio coefficiente stechiometrico, moltiplicate tra di loro.

Quando il valore di Keq è alto, significa che il numeratore è di molto maggiore al denominatore. Ciò si verifica quando la concentrazione dei prodotti è superiore a quella dei reagenti. Quindi, il sistema è spostato verso i prodotti e la reazione si sposterà verso i reagenti per raggiungere l’equilibrio.

Al contrario, quando il valore di Keq è basso, significa che il numeratore è di molto inferiore al denominatore. Ciò si verifica quando la concentrazione dei reagenti è superiore a quella dei prodotti. In tal caso, il sistema è spostato verso questi ultimi e si sposterà verso i prodotti per ristabilire l’equilibrio.

Per studiare o ripassare questi concetti, leggi anche l’approfondimento sull’equilibrio chimico.

Principio Le Chatelier: concentrazione

La variazione di concentrazione si riferisce al caso in cui si verifichi una modifica nella concentrazione di un prodotto o di un reagente, ossia un aumento o una diminuzione.

Se si registra un aumento dei prodotti, l’equilibrio cambia per ridurne l’incremento e quindi si sposta verso i reagenti. Se ad aumentare sono i reagenti, si sposta verso i prodotti.

In linea generale, se aggiungiamo un reagente, l’equilibrio si sposta a destra. Se aggiungiamo un prodotto, l’equilibrio si sposta a sinistra.

Principio di Le Chatelier: variazione pressione e volume

La variazione di pressione e volume si può verificare solo se una reazione si trova allo stato gassoso, perché se prodotti e reagenti fossero allo stato liquido o solido non si potrebbero comprimere.

Se la pressione esterna aumenta, per minimizzare gli effetti di questa variazione, il sistema riduce il numero delle moli per unità di volume delle molecole. In questo modo, riducendo il volume, diminuisce la pressione. L’equilibrio si sposta verso il lato in cui il numero di molecole è inferiore.

Se la pressione esterna diminuisce, il sistema aumenta il numero delle moli per unità di volume delle molecole. In questo modo, aumentando il volume, aumenta la pressione.

L’equilibrio si sposta verso il lato in cui il numero di molecole è maggiore.

Temperatura e principio di Le Chatelier

Il caso della variazione di temperatura è l’unico in cui si verifica anche una modifica della costante di equilibrio.

Per capire cosa succede a una reazione in equilibrio al variare della temperatura, bisogna distinguere tra reazioni endotermiche ed esotermiche:

  • una reazione è endotermica quando accumula calore dall’esterno
  • una reazione è esotermica quando produce calore

Se la reazione è endotermica, il calore si comporta come un prodotto. Quindi, all’aumentare della temperatura, l’equilibrio si sposta verso destra perché i reagenti usano il calore per formare i prodotti.

Invece, se la reazione è esotermica il calore funziona da reagente. Per cui, se la temperatura aumenta, l’equilibrio si sposta verso sinistra e la costante di equilibrio diminuisce. Se la temperatura diminuisce, l’equilibrio si sposta verso destra e Keq aumenta.

Guarda anche la videolezione con l’esercizio sul principio di Le Chatelier svolto dalla nostra tutor di chimica.

Iscriviti ai nuovi corsi di preparazione ai test di ammissione 2022. I corsi WAU! comprendono videolezioni, quiz, simulazioni, manuali e in più il supporto prezioso dei nostri esperti docenti e dei tutor, sempre pronti a rispondere ai tuoi dubbi e darti la motivazione giusta per prepararti con successo al test.

Video nel testo di Giuliana Cavallo, tutor WAU!

Immagine in evidenza di Kindel Media da Pexels

Paola Pala

Paola Pala

Lascia un commento

Iscriviti alla newsletter WAU