Concetti Chiave
- Le reazioni chimiche possono essere classificate in veloci, come quelle degli esplosivi, e lente, come la formazione di stalattiti e stalagmiti.
- La velocità di reazione varia nel tempo, essendo più alta all'inizio e diminuendo durante il processo.
- Tre condizioni fondamentali devono essere soddisfatte affinché una reazione avvenga: urti tra molecole, orientamento corretto e sufficiente energia.
- L'energia di attivazione è necessaria per avviare una reazione chimica, superando una barriera energetica per rompere legami nei reagenti.
- Il complesso attivato rappresenta uno stato intermedio nella reazione, dove i legami tra reagenti si rompono e quelli tra prodotti si formano.
Reazioni chimiche veloci e lente
E’ per quanto tempo dura una reazione chimica. Una reazione veloce è quella comune a tutti gli esplosivi dalla nitroglicerina al tritolo. Si hanno liberazione di grandi volumi di gas caldi quasi istantaneamente con esiti disastrosi.
La crescita delle stalattite e delle stalagmite è il risultato di una trasformazione chimica molto lenta; la trasformazione del bicarbonato di calcio (solubile) in bicarbonato di calcio insolubile, acqua e biossido di carbonio.
Velocità di reazione e fattori influenti
La velocità di reazione è la variazione della concentrazione di prodotto Δ
o di reagente Δ[R] nell’intervallo di tempo Δt.
ν = Δ
= - Δ[R]
Δt Δt
La velocità di reazione è una grandezza intensiva, cioè non dipende dalla massa del sistema, essa è identica in una sola goccia di soluzione o in un volume più grande della stessa soluzione.
Le parentesi quadri indicano le concentrazioni molari.
Durante una reazione chimica, la velocità di reazione non è costante. In genere è più alta all’inizio e diminuisce verso la fine della reazione.
Condizioni per una reazione efficace
Perché avvenga una reazione devono verificarsi contemporaneamente tre fattori:
1. che si verifichi un certo numero di urti tra le molecole dei reagenti;
2. che le collisioni avvengano con una orientazione appropriata;
3. che l’energia sia sufficiente a effettuare la trasformazione.
Se una di queste condizioni viene a mancare non ci sarà reazione.
Per quanto riguarda la prima condizione si può aumentare il numero di molecole o di ioni dei reagenti nell’unità di volume, infatti concentrazioni più alte determinano una maggior frequenza di urti. Anche l’aumento della temperatura che aumenta la velocità media delle particelle intensifica la frequenza degli urti.
Per la seconda condizione occorre che gli urti siano efficaci, infatti non tutti gli urti portano ad una reazione. Alcune molecole si colpiscono con l’orientamento sbagliato, altre posseggono energia cinetica insufficiente o ruotano troppo velocemente (urti non efficaci).
Per aumentare la percentuale di urti efficaci occorre:
1. Orientamento corretto
2. Sufficiente energia di collisione
Energia di attivazione e stato di transizione
Occorre fornire alle molecole sufficiente energia cinetica (energia di attivazione) che è l’energia minima che occorre per iniziare una reazione, rompendo alcuni dei legami dei reagenti.
L’energia di attivazione è quindi una barriera da superare (es. quando si accende il gas delle cucine con l’accendino si fornisce l’energia per innescare la reazione, aumento di temperatura).
Lo stato di transizione è una fase intermedia della reazione, in cui i legami tra i reagenti si stanno rompendo e si stanno formando quelli tra i prodotti. A livello molecolare, a questo stadio corrisponde la formazione di un composto intermedio chiamato complesso attivato.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza principale tra reazioni chimiche veloci e lente?
- Quali sono i fattori che influenzano la velocità di una reazione chimica?
- Cosa si intende per energia di attivazione in una reazione chimica?
- Cos'è lo stato di transizione in una reazione chimica?
Le reazioni chimiche veloci, come quelle degli esplosivi, liberano grandi volumi di gas caldi quasi istantaneamente, mentre le reazioni lente, come la crescita di stalattiti e stalagmiti, avvengono nel tempo attraverso trasformazioni chimiche graduali.
La velocità di reazione è influenzata da tre fattori: il numero di urti tra le molecole dei reagenti, l'orientamento appropriato delle collisioni e l'energia sufficiente per effettuare la trasformazione.
L'energia di attivazione è l'energia minima necessaria per iniziare una reazione, rompendo alcuni legami dei reagenti, e rappresenta una barriera da superare per innescare la reazione.
Lo stato di transizione è una fase intermedia in cui i legami tra i reagenti si stanno rompendo e quelli tra i prodotti si stanno formando, corrispondente alla formazione di un complesso attivato a livello molecolare.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
