LA CINETICA CHIMICAProf.ssa Silvia Recchia

Reazioni lente e reazioni veloci...

Cosa studia la cinetica

La cinetica chimica studia la velocità con cui avvengono le reazioni e i fattori da cui essa dipende.

Propone inoltre il meccanismo attraverso cui si realizza una reazione per urto tra le molecole.

La velocità di reazione

La velocità di reazione

A + B ➔ C

La velocità di una reazione non è costante nel tempo, ma può variare, quindi può essere stabilita soltanto per

via sperimentale

L’equazione cinetica

La misura sperimentale della velocità

I fattori che influenzano la velocità di reazione

I fattori che influenzano la velocità di reazione

✓ Natura dei reagenti

✓ Concentrazione dei reagenti

✓ Temperatura

✓ Stato di suddivisione dei reagenti

✓ Presenza di catalizzatori

VIDEOVIDEO

Teoria delle collisioni

Una reazione chimica si verifica quando le particelle di reagenti (atomi, ioni, molecole) si urtano tra di loro e gli urti sono efficaci.

Gli urti sono efficaci se

hanno luogo tra particelle disposte con un’orientazione reciproca favorevole

avvengono tra particelle che possiedono un’energia cinetica sufficiente a vincere le forze repulsive elettrostatiche tra le rispettive nubi elettroniche.

Teoria delle collisioni

Il complesso attivato

I cambiamenti della struttura dei legami nel passare dalla struttura molecolare dei reagenti a quella dei prodotti richiedono energia perché si modificano strutture energeticamente stabili.

Tutti questi contributi provocano la formazione di una barriera di energia che i reagenti devono superare per arrivare a formare i prodotti.

Si forma un composto intermedio che prende il nome di“COMPLESSO ATTIVATO” che è un composto instabile che ha una struttura intermedia tra quella dei reagenti e dei prodotti.

L’energia di attivazione

Le particelle responsabili degli urti efficaci posseggono energia cinetica uguale o superiore all’energia del complesso attivato: la differenza tra il contenuto energetico dei reagenti e l’energia del complesso attivato è chiamata energia di attivazione (Ea).

Energia di atttivazione

I fattori che influenzano la velocità di reazione

Natura dei reagentiLe reazioni che implicano rottura dei legami chimici tendono ad essere lente seppure con molte eccezioni, mentre le reazioni, come quelle che avvengono tra ioni, che non comportano rottura di legami, sono generalmente rapide.

I fattori che influenzano la velocità di reazione

Concentrazione dei reagenti

La velocità di una reazione aumenta all’aumentare

della concentrazione dei reagenti.

VIDEOVIDEO

I fattori che influenzano la velocità di reazione

TemperaturaLa velocità di reazione in generale aumenta all’aumentare della temperatura.

All’aumentare della temperatura, aumenta il numero di urti in un dato intervallo di tempo, ma aumenta anche l’energia delle collisioni.

I fattori che influenzano la velocità di reazione

Stato di suddivisione dei reagenti Nelle reazioni eterogenee, in cui cioè i reagenti si trovano in stati fisici differenti, la velocità è tanto maggiore quanto maggiore è la suddivisione del reagente solido, in quanto aumenta la superficie del contatto.

I fattori che influenzano la velocità di reazione

Presenza di catalizzatori Una reazione può essere accelerata dalla presenza di particolari sostanze, dette catalizzatori, che si ritrovano inalterate al termine della reazione, fenomeno detto catalisi.

Catalisi

Il catalizzatore funziona fornendo un percorso alternativo per passare dai reagenti ai prodotti, caratterizzato da una minore energia di attivazione.

Reazioni esotermiche ed endotermiche