CINETICA CHIMICA
• Velocità di reazione
• Fattori che influenzano la velocità
• Espressione della velocità
Teoria degli urti produttivi
Le molecole dei reagenti devono urtarsi con una certa
energia e secondo un certo angolo per scindere i legami
“vecchi” e formarne di nuovi per dare i prodotti.
O 2 + 2 H2
2 H2O
Energia di attivazione
Energia
sistema
Ogni reazione, per avviarsi,
necessita dell’ energia di attivazione
Tempo
per far superare al sistema chimico
la “collina” che gli impedisce il passaggio
da reagenti a prodotti
aumenta l’energia cinetica delle molecole di reagente e,
quindi, la probabilità degli urti produttivi
L’energia di attivazione
permette la formazione del composto intermedio,
ricco di energia e instabile
prodotto
reagente
Complesso attivato
Il complesso attivato è un
composto intermedio tra i reagenti e i prodotti,
Quando ancora non si sono scissi i legami nelle
molecole di reagente
Energia
sistema
Ma non si sono ancora
stabilizzati i legami propri
delle molecole di prodotto
Tempo
Velocità di reazione
espressa come
Variazione nel tempo delle
concentrazioni dei reagenti
Caratteristiche dei reagenti che
influenzano la velocità di
reazione
•
•
•
•
Natura chimica
Stato di aggregazione
Temperatura
Pressione
Concentrazione
e…
Natura chimica dei reagenti
Il ferro
reagisce più lentamente
con
l’ossigeno
dello
zolfo
Stato di aggregazione dei
reagenti
Maggiore è la
superficie di reazione
Maggiore è la
velocità di reazione
Limatura di ferro reagisce con l’ossigeno
più velocemente di
un pezzo di ferro di uguale massa
le sostanze in soluzione reagiscono più
velocemente delle sostanze solide pure
Temperatura di reazione
• La temperatura può sia
accelerare una
reazione sia inibirla o
rallentarla a seconda
che la reazione sia
• endotermica
• esotermica
La pressione dei reagenti gassosi
• Un aumento della
pressione può
accelerare la reazione
tra un gas e un altro
gas o un liquido
• L’anidride carbonica
reagisce più
velocemente con
l’acqua se si aumenta
la pressione
Concentrazione dei reagenti
• Quanto è maggiore la
concentrazione dei reagenti
• tanto più veloce è la
reazione. Ma
• a mano a mano che la
reazione prosegue
• le concentrazioni dei
reagenti diminuiscono e
• la velocità di reazione
diminuisce in proporzione.
• Quando non ci sono più
reagenti, la velocità è pari è
zero e la reazione ha
termine
Concentrazione
reagenti
velocità
Espressione della velocità di
reazione
La velocità di una reazione misura il tempo con cui
i reagenti via via si trasformano nei prodotti
L’espressione matematica della velocità di reazione
è funzione della
variazione della concentrazione dei reagenti
Nell’espressione compaiono
Parametri costanti
Parametri variabili
Parametri costanti
La natura chimica dei reagenti
Il loro stato di aggregazione
La temperatura di reazione
La pressione esercitata sui reagenti gassosi
Sono o possono essere mantenuti costanti per tutto
il tempo della reazione: ogni reazione ha una
propria costante che li riassume (K)
Variabili: concentrazioni dei
reagenti
• L’espressione della velocità di reazione
dipende dalla probabilità che le molecole
di reagente si incontrino per partecipare alla
reazione
• La probabilità di più eventi indipendenti
viene espressa mediante il prodotto delle
probabilità dei singoli eventi, cioè
• delle concentrazioni dei diversi reagenti
Espressione della concentrazione
dei reagenti
• La concentrazione dei reagenti viene
indicata con la formula chimica tra
parentesi quadra
[H2O]
• I coefficienti stechiometrici compaiono
come esponenti
2 H2 + O2
V= [H2]2 . [O2 ]
2 H2O