Reazioni chimiche e velocità
Varia in funzione di fattori come:
concentrazione
temperatura
stato fisico
stato di suddivisione
natura chimica
catalizzatori
Reazioni esotermiche, endotermiche, termoneutrali
Energia di attivazione
Meccanismo di reazione
• Urto tra particelle di reagenti
eventuale rottura di legami precedenti
• Urto con energia e orientamento spaziale
per rendere possibile la reazione
(urto efficace)
• Formazione di nuovi legami nei composti
ottenuti
Orientamento corretto ma poca energia: incontro non efficace
Orientamento corretto con energia: incontro efficace
Orientamento non corretto con energia: incontro non efficace
interpretazione
• Evidentemente la velocità di reazione,cioè la quantità di
sostanze che reagiscono nella unità di tempo
aumenta
se aumentano le particelle reagenti
(effetto concentrazione)
se si muovono più rapidamente e con maggior energia
(effetto temperatura)
se si trovano già libere-separate-accessibili all’incontro
(effetto stato fisico e di aggregazione)
se presentano particolare affinità,legami
(effetto natura chimica)
se presente mediatore
(effetto catalizzatore)
La velocità di una reazione chimica, a parità di altre condizioni,
varia con la concentrazione dei reagenti presenti
velocità
H2 + Cl2 > 2 HCl
concentrazione
Concentrazione crescente
Prodotto dell’incontro aumenta se aumenta numero reagenti che lo facilita
La velocità di una reazione chimica, a parità di altre condizioni,
varia con la temperatura
velocità
H2 + Cl2 > 2 HCl
temperatura
temperatura crescente
Prodotto dell’incontro aumenta se aumenta temperatura
T1<T2
V1<V2
Che favorisce la frequenza degli incontri e la energia negli urti
La velocità di reazione, a parità di altre condizioni, varia con lo stato fisico
e il grado di suddivisione dei reagenti
Es. zinco Stato solido compatto o suddiviso
velocità
Zn + 2HCl > ZnCl2 +H2
suddivisione
V1<V2
compatto
suddiviso
Se reagenti suddivisi l’incontro può avvenire rapidamente perchè si incontrano
individui gia liberi: se invece i reagenti sono compatti, solo gli indididui più
superficiali possono reagire:quelli più interni devono attendere il loro turno…
compatti
suddivisi
La velocità di una reazione chimica varia con lo stato fisico dei reagenti
più veloce se gassosi, in soluzione, ioni:meno veloce se solidi
Es.bicarbonato di sodio(polvere) + acido tartarico(polvere) <>non reazione
Es.bicarbonato di sodio(soluzione) + acido tartarico(soluzione)) > reazione
La velocità di una reazione chimica varia con lo stato fisico dei reagenti
più veloce se gassosi, in soluzione, ioni:meno veloce se solidi
La velocità di una reazione varia con la natura chimica dei reagenti, con
tipo di legami da rompere e formare, con affinità tra reagenti
Es. H2 + F2 > 2 HF molto veloce
Es. H2 + Cl2 > 2 HCl più lenta
H-H + F-F > H …H…F…F… > HF ..HF
H-H + Cl-Cl > H….H….Cl…Cl > HCl…HCl
Cl
H
Cl-Cl
H-H
HCl
H
H
Cl
H-HHCl
H-H
Cl
HCl
Cl-Cl
Cl-Cl
HCl
Cl-Cl
H-H
H Cl
H
F
H
H-H
HF
H
F
F-F
FHF
H
H-H
H
H HF H-H
HF
HF F
F-F
HF F
HF
F
F-F
H-H
HF
F
HF
F-F
H
HFH F
F
La velocità di una reazione varia con la natura chimica dei reagenti, con
tipo di legami da rompere e formare, con affinità tra reagenti
Bassa affinità
Alta affinità
La velocità di reazione può essere modificata (accelerata o ridotta) usando
particolari sostanze come catalizzatori
A + B > non reagisce o solo lentamente
A + B + catalizzatore > reagisce e più velocemente
La velocità di reazione può essere modificata (accelerata o ridotta) usando
particolari sostanze come catalizzatori
Scarsa reattività….
mediazione
Alcune reazioni chimiche avvengono con liberazione di energia
(calore, luce…) :esotermiche;
altre con assorbimento :endotermiche;
poche senza scambio significativo :termoneutrali
Zn + 2 HCl > ZnCl2 + H2 + emergia (esotermica)
C + H2O (vapore) + calore > CO + H2 (endotermica)
esotermica
endotermica
Molte reazioni esotermiche devono essere inizialmente attivate fornendo
energia che sarà poi riemessa nella fase esotermica della reazione
ipotetico composto attivato più energetico che poi si trasforma
nei prodotti finali liberando energia di attivazione
più energia propria della reazione
Reazione spontanea, senza attivazione
Reazione spontanea, con energia di attivazione