Equilibri chimici eterogenei
Gli equilibri chimici eterogenei sono reazioni in equilibrio composte da sostanze in fasi diverse. $$ aA_{s} \leftrightharpoons bB_{g} + cC_{g} $$
In un equilibrio eterogeneo le specie chimiche si trovano in uno stato di aggregazione diverso (solido, liquido, gassoso).
Nota. Si distinguono dagli equilibri omogenei che, invece, sono equilibri tra sostanze nella stessa fase.
Anche negli equilibri eterogenei posso determinare la costante di equilibrio
$$ K_c = \frac{[B][C]}{[A]} $$
Vanno però fatte delle considerazioni aggiuntive.
I solidi e i liquidi godono della proprietà intensiva della materia, il loro volume varia in modo proporzionale alla quantità.
Pertanto, nel caso dei solidi e dei liquidi la concentrazione è costante e la costante di equilibrio è pari a 1.
E' quindi possibile ignorare le concentrazioni o le pressioni dei solidi e dei liquidi puri perché sono costanti.
L'aggiunta di un solido o di un liquido non sposta l'equilibrio chimico.
Un esempio pratico
In questa reazione le specie si trovano in fasi differenti
$$ CaCO_{3(s)} \leftrightharpoons CaO_{(s)} + CO_{2(g)} $$
La costante di equilibrio è il rapporto tra le concentrazione dei prodotti e dei reagenti
$$ K'_C = \frac{[CaO]_s[CO_2]_g}{[CaCO_3]_{s}} $$
Le specie CaO e CaCO3 sono in fase solida.
Quindi sono costanti e posso sostituirli con 1.
$$ K'_C = \frac{1 \cdot [CO_2]_g}{1} $$
Ne consegue che la costante di equilibrio di concentrazione è
$$ K_C = [CO_2]_g $$
La stessa considerazione vale calcolando la costante di equilibrio delle pressioni.
$$ K'_p = \frac{P_{CaO} \cdot P_{CO_2}}{P_{CaCO_3}} $$
$$ K'_p = \frac{1 \cdot P_{CO_2}}{1} $$
$$ K_p = p_{CO_2} $$
E così via.
