Dispense VERIFICATO
Equilibrio Chimico
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Di cosa parla
- Principi dell'Equilibrio Chimico:
- Definizione dell'equilibrio chimico in diverse fasi (gassosa, eterogenea, soluzione) e fattori che lo influenzano (T, P, catalizzatori).
- Il criterio di spontaneità a P e T costanti è dGP,T = Σμidni ≤ 0, applicabile a transizioni di fase e reazioni.
- Rappresentazione grafica dell'energia di Gibbs (G) che raggiunge un minimo all'equilibrio (ΔrG = 0).
- Relazioni Fondamentali:
- Il potenziale chimico in miscela è μi,mix = μ°i + RT ln yi (o Pi).
- L'energia di Gibbs di reazione (ΔrG) è collegata all'energia di Gibbs standard (ΔrG°) e al quoziente di reazione (Q) tramite ΔrG = ΔrG° + RT ln Q.
- All'equilibrio, ΔrG = 0, quindi ΔrG° = -RT ln K, dove K è la costante di equilibrio.
- Il Principio di Le Chatelier è spiegato dalla relazione ΔrG = RT ln (Q/K), indicando la direzione della reazione per raggiungere l'equilibrio.
- Dipendenza dalla Temperatura:
- L'equazione di Van't Hoff, (∂ln K/∂T)P = ΔrH°/(RT²), descrive come K varia con la temperatura, mostrando che T aumenta K per reazioni endotermiche (ΔH° > 0) e diminuisce K per reazioni esotermiche (ΔH° < 0).
- L'integrazione di Van't Hoff fornisce ln(K/K0) = (ΔrH°/R) * (1/T0 - 1/T).
- L'equazione di Kirchhoff permette di calcolare la variazione di ΔrH° con la temperatura (ΔrH(T) = ΔrH(T0) + ΔrCP ΔT).
- Applicazioni Biologiche:
- Il potenziale chimico standard biologico (μ°') è definito per condizioni fisiologiche (es. pH 7 per H+).
- L'idrolisi dell'ATP (ATP + H2O ⇌ ADP + HPO42- + H+) è una reazione esergonica e esotermica fondamentale (ΔrG°' ≈ -30.5 kJ/mol).
- Le reazioni accoppiate permettono a processi endergonici (sfavorevoli) di procedere tramite l'accoppiamento con reazioni fortemente esergoniche, come l'idrolisi dell'ATP, essenziale per i sistemi biologici.
- Gli equilibri multipli dimostrano che, in una sequenza di reazioni, un intermedio può essere mantenuto a bassa concentrazione se la reazione complessiva è molto favorevole, garantendo un'efficiente conversione al prodotto finale.
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