Concetti Chiave
- La cinetica chimica analizza le velocità delle reazioni chimiche, rilevanti in ambito quotidiano, industriale, medico e ambientale.
- La velocità di reazione dipende dalla concentrazione dei reagenti: maggiore concentrazione porta a una reazione più rapida grazie a una maggiore probabilità di urti molecolari.
- La temperatura influisce sulla velocità di reazione: un aumento di 10°C può raddoppiare la velocità grazie all'accelerazione del movimento molecolare.
- La superficie di contatto tra reagenti solidi incide sulla velocità di reazione, con particelle più piccole che reagiscono più rapidamente rispetto a forme solide più grandi.
- I catalizzatori alterano la velocità delle reazioni chimiche, con catalizzatori positivi che la aumentano e quelli negativi che la rallentano.
CINETICA CHIMICA: studia la velocità legata alle reazioni.
Motivi di interesse
MOTIVI:
Legati alla vita quotidiana: antiossidanti per cibi per ritardare le reazioni chimiche tipiche del prodotto; sostanze da aggiungere alla vernice perché si asciughi più velocemente.
Industriali: accelerazione della reazione di sintesi dell’NH3 (che è molto lenta) per soddisfare le esigenze di mercato.
Medicina: reazione rallentata per rallentare la degenerazione di una patologia.
Ambiente: smaltimento dei rifiuti
Qual è la velocità di reazione?
VELOCITA’ DI REAZIONE: la variazione di concentrazione (molarità) di un reagente o di un prodotto rapportata alla variazione di tempo.
Se non ci sono i termini per ricavare la molarità, ci si esprime in termini di variazione della quantità di sostanza (g).
FATTORI CHE VARIANO LA VELOCITA’ DI REAZIONE
La diversità di velocità è dovuta al primo reagente che è diverso.Natura dei reagenti: se consideriamo lo stesso tipo di reazione con reagenti diversi, possiamo verificare che la velocità di reazione cambia.
2H2 + O2→ 2H2O lentissima
2Fe + 3O2→ 2Fe2O3 lenta
P4 + 5O2→ 2P2O5 veloce
Reazione diretta tra metallo e H2O.Sono metalli dello stesso gruppo ma non sono simili. Dipende dal metallo.
Se considero:
Ca + 2H2O→ Ca(OH)2 + H2 veloce
Mg + 2H2O→ Mg(OH)2 + H2 lenta
Concentrazione dei reagenti: maggiore è la concentrazione dei reagenti maggiore è la velocità di reazione.
Due reagenti reagiscono per gli urti
Molte molecole. Reazione molto probabile. Alta probabilità d’urto.
Poche molecole. Reazione poco probabile. Poca probabilità d’urto.
La velocità è massima quando la reazione parte: ho solo reagenti. Mano a mano che reagiscono la probabilità di reazione diminuisce.
H2 + I2 → 2HI V = K
[I2] [ ]=concentrazione molare
Se un reagente presenta un coefficiente questo diventa l’esponente della parentesi.
2HI → H2 + I2 V = K [HI]²
Effetto della temperatura
Temperatura: aumentando la temperatura aumenta la velocità di reazione; per ogni 10°C di aumento la velocità raddoppia.
Cellulosa + O2→ CO2 + H2O
A temperatura ambiente: molto lenta
Con un fiammifero: veloce
Temperatura alta: molecole veloci →alta probabilità d’urto a quindi di reazione.
Temperatura bassa: molecole lente → bassa probabilità d’urto e quindi di reazione.
Superficie di contatto: minore è la superficie di contatto più veloce è la reazione (per reagenti allo stato solido).
Diventerà ruggine prima la limatura di ferro perché per l’O2 è più facile raggiungere tutte le molecole. Avviene il contrario per il cubo
cubo di ferro limatura di
ferro
Ruolo dei catalizzatori
Catalizzatori: sostanze chimica (organiche o inorganiche) che hanno la capacità di influenzare la velocità di reazione.
Possono aumentarla (catalizzatori positivi) o rallentarla (catalizzatori negativi).
Comunemente dicendo catalizzatore si pensa al catalizzatore positivo.
Domande da interrogazione
- Qual è l'importanza della cinetica chimica nella vita quotidiana?
- Quali sono i motivi di interesse nello studio della cinetica chimica?
- Come influisce la concentrazione dei reagenti sulla velocità di reazione?
- Come influisce la concentrazione dei reagenti sulla velocità di reazione?
- In che modo la temperatura incide sulla velocità delle reazioni chimiche?
- Qual è l'effetto della temperatura sulla velocità di reazione?
- Qual è il ruolo dei catalizzatori nelle reazioni chimiche?
- Che ruolo hanno i catalizzatori nelle reazioni chimiche?
La cinetica chimica è fondamentale nella vita quotidiana per applicazioni come l'uso di antiossidanti nei cibi per ritardare le reazioni chimiche e l'aggiunta di sostanze alla vernice per accelerarne l'asciugatura.
I motivi di interesse nella cinetica chimica includono applicazioni nella vita quotidiana, come l'uso di antiossidanti nei cibi, in ambito industriale per accelerare la sintesi dell'NH3, in medicina per rallentare la degenerazione di patologie e nel settore ambientale per lo smaltimento dei rifiuti.
Maggiore è la concentrazione dei reagenti, maggiore è la velocità di reazione, poiché un numero elevato di molecole aumenta la probabilità di urti tra di esse, facilitando la reazione.
La velocità di reazione aumenta con la concentrazione dei reagenti; infatti, una maggiore concentrazione porta a un numero maggiore di urti tra le molecole, aumentando così la probabilità di reazione.
Aumentando la temperatura, la velocità di reazione aumenta; per ogni incremento di 10°C, la velocità raddoppia, poiché le molecole si muovono più rapidamente, aumentando la probabilità di urti e reazioni.
Aumentando la temperatura, la velocità di reazione aumenta; per ogni incremento di 10°C, la velocità raddoppia, poiché le molecole diventano più veloci e la probabilità di urti aumenta.
I catalizzatori sono sostanze che influenzano la velocità di reazione, potendo aumentarla (catalizzatori positivi) o rallentarla (catalizzatori negativi), e sono essenziali per ottimizzare i processi chimici.
I catalizzatori sono sostanze chimiche che influenzano la velocità di reazione, potendo aumentarla (catalizzatori positivi) o rallentarla (catalizzatori negativi), con un uso comune associato ai catalizzatori positivi.
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