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Generato il: 20 luglio 2026 alle ore 21:34

Calcolatore del quoziente di reazione Q

Dati di input

Concentrazione di A0,1 M
Coefficiente stechiometrico a1
Concentrazione di B0,2 M
Coefficiente stechiometrico b1
Concentrazione di C0,5 M
Coefficiente stechiometrico c1
Concentrazione di D1 M
Coefficiente stechiometrico d0
Costante di equilibrio K10

Generato con OneCalc · https://onecalc.app/it/chemistry/reaction-quotient

Chimica

Calcolatore del quoziente di reazione Q

Calcola il quoziente di reazione Q dalle concentrazioni attuali e lo confronta con la costante di equilibrio K per prevedere in quale verso evolverà la reazione aA + bB ⇌ cC + dD.

Dati di input

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\begin{aligned} Q &= \dfrac{[\text{C}]^{c}\,[\text{D}]^{d}}{[\text{A}]^{a}\,[\text{B}]^{b}} \\ &= \dfrac{ 0,5^{1}\,1^{0} }{ 0,1^{1}\,0,2^{1} } \\ &= ? \end{aligned}

Poiché Q < K, la reazione procede in senso diretto (verso destra): i reagenti vengono consumati e si forma altro prodotto finché Q non aumenta fino a eguagliare K.

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Che cosa indica il quoziente di reazione

Il quoziente di reazione Q misura le quantità relative di prodotti e reagenti presenti in un qualsiasi istante di una reazione reversibile. Si calcola con la stessa espressione della costante di equilibrio K, ma a partire dalle concentrazioni che esistono in quel momento e non da quelle all’equilibrio. Confrontare Q con K rivela se una reazione ha ancora margine per procedere in senso diretto, se ha superato il punto di equilibrio verso i prodotti o se si è già stabilizzata all’equilibrio.

L’espressione del quoziente di reazione

Per la reazione generale:

aA+bB⇌cC+dDa\text{A} + b\text{B} \rightleftharpoons c\text{C} + d\text{D}

il quoziente di reazione in concentrazioni molari è:

Qc=[C]c[D]d[A]a[B]bQ_c = \frac{[\text{C}]^c [\text{D}]^d}{[\text{A}]^a [\text{B}]^b}

Le parentesi quadre indicano le concentrazioni molari attuali (mol/L) e gli esponenti sono i coefficienti stechiometrici dell’equazione bilanciata. Come per K, i solidi puri e i liquidi puri vengono omessi perché le loro concentrazioni sono praticamente costanti.

Confronto tra Q e K

Una volta noto Q, un solo confronto con K prevede il verso dello spostamento:

ConfrontoVerso dello spostamentoSignificato
Q < KDiretto (verso destra)Pochi prodotti; la reazione forma altro prodotto
Q = KNessuno spostamento nettoIl sistema è già all’equilibrio
Q > KInverso (verso sinistra)Troppi prodotti; la reazione riforma i reagenti

È un’espressione diretta del principio di Le Chatelier: il sistema si muove sempre nel verso che avvicina Q a K.

Esempio svolto

Consideriamo la reazione A + B ⇌ C con una costante di equilibrio K = 10. Supponiamo che le concentrazioni attuali siano:

[A]=0,10 M,[B]=0,20 M,[C]=0,50 M[\text{A}] = 0{,}10\ \text{M}, \quad [\text{B}] = 0{,}20\ \text{M}, \quad [\text{C}] = 0{,}50\ \text{M}

Tutti i coefficienti valgono 1, quindi:

Q=[C][A][B]=0,50(0,10)(0,20)=0,500,020=25\begin{aligned} Q &= \frac{[\text{C}]}{[\text{A}][\text{B}]} \\[6pt] &= \frac{0{,}50}{(0{,}10)(0{,}20)} \\[6pt] &= \frac{0{,}50}{0{,}020} \\[6pt] &= 25 \end{aligned}

Poiché Q = 25 è maggiore di K = 10, c’è più prodotto di quanto l’equilibrio consenta. La reazione procede in senso inverso, consumando C e riformando A e B finché Q non scende a 10.

Escludere una specie: impostare un coefficiente a zero

Qualsiasi specie con coefficiente stechiometrico 0 fornisce un fattore [X]⁰ = 1, che scompare dall’espressione. Ciò rende semplice trattare reazioni con meno di due reagenti o prodotti: si imposta a 0 il coefficiente non utilizzato e la sua concentrazione non conta più.

Q, K e l’energia libera di Gibbs

Il confronto tra Q e K è collegato anche alla termodinamica della reazione. La relazione

ΔG=ΔG∘+RTln⁡Q\Delta G = \Delta G^\circ + RT \ln Q

mostra che quando Q < K la variazione di energia libera ΔG è negativa e la reazione diretta è spontanea; quando Q > K, ΔG è positiva e la reazione inversa è favorita; e quando Q = K, ΔG = 0 e il sistema è all’equilibrio. Il quoziente di reazione è quindi il ponte tra le concentrazioni misurate e la forza motrice di una reazione.

Errori comuni

Q va valutato con concentrazioni espresse nelle stesse unità usate per definire K — di solito mol/L per Qc, o pressioni parziali per Qp. Mescolare le unità, dimenticare di elevare ciascuna concentrazione al proprio esponente stechiometrico o includere solidi e liquidi puri sono gli errori più frequenti. Poiché Q dipende dallo stato attuale e K solo dalla temperatura, una reazione con K fisso può avere Q maggiore, minore o uguale a K a seconda delle concentrazioni presenti in quell’istante.

Domande frequenti (FAQ)

Qual è la formula del quoziente di reazione Q?

Per la reazione generale aA + bB ⇌ cC + dD, il quoziente di reazione è Q = ([C]^c · [D]^d) / ([A]^a · [B]^b), dove le parentesi quadre indicano le concentrazioni molari attuali e gli esponenti sono i coefficienti stechiometrici dell’equazione bilanciata. Ha esattamente la stessa forma della costante di equilibrio, ma le concentrazioni sono misurate nell’istante di interesse e non all’equilibrio.

Qual è la differenza tra Q e K?

Q e K condividono la stessa espressione algebrica, ma K usa le concentrazioni all’equilibrio mentre Q usa le concentrazioni in un istante qualsiasi. K è fisso per una data reazione a una data temperatura; Q varia di continuo man mano che la reazione procede ed eguaglia K solo quando il sistema raggiunge l’equilibrio.

Come prevede il verso di una reazione il confronto tra Q e K?

Se Q < K, i prodotti sono relativamente pochi, quindi la reazione procede in senso diretto (verso destra) per formare altro prodotto. Se Q > K, i prodotti sono relativamente troppi, quindi la reazione procede in senso inverso (verso sinistra) per riformare i reagenti. Se Q = K, le velocità diretta e inversa sono già bilanciate e il sistema è all’equilibrio.

Cosa significa che Q è uguale a K?

Quando Q = K, il sistema è all’equilibrio: il rapporto tra le concentrazioni dei prodotti e dei reagenti corrisponde già alla costante di equilibrio, quindi non c’è alcuna variazione netta in nessuno dei due sensi. Le reazioni diretta e inversa continuano alla stessa velocità, mantenendo costanti le concentrazioni.

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