Concetti Chiave
- La legge cinetica del primo ordine permette di calcolare la concentrazione del reagente nel tempo attraverso espressioni logaritmiche, con la possibilità di determinare la costante cinetica k dal tempo di dimezzamento.
- Nelle reazioni di primo ordine, la velocità iniziale è proporzionale alla concentrazione del reagente, descritta dall'equazione v=k+[reagente].
- Le reazioni di secondo ordine coinvolgono due prodotti, con velocità espressa da equazioni come v=k[A]² o v=k[A][B], dove l'ordine totale è la somma degli ordini parziali.
- Le leggi cinetiche possono essere semplificate in condizioni specifiche, ad esempio, una reazione di secondo ordine può comportarsi come una di primo ordine se una concentrazione rimane costante.
- La costante cinetica k dipende dalla relazione k=Ae-Ea/RT, dove l'energia di attivazione influenzerà la costante: un'alta energia di attivazione implica una bassa costante, sensibile al calore.
Legge cinetica integrata del primo ordine
[A]t=[A]0e-kt in forma logaritmica ln[A]t=ln[A]0 - kt rielaborato inln [A]0 =kt [A]t
Ma se t=t/2 allora
ln [A]0
1 / 2[A]t
=kt
(1/2)
da cui ln2=kt(1/2) e quindi kt(1/2)=0.692
Dall’ultima equazione possiamo ricavare k partendo dal dato sperimentale del tempo di dimezzamento oppure prevedere il tempo di dimezzamento nota k. In termini generali, a qualsiasi stadio della reazione, la concentrazione residua del reagente dopo n tempi di dimezzamento è data da (1/2)n[A]
Legge cinetica integrata del secondo ordine
Nelle reazioni di primo ordine si possono misurare le velocità iniziali in base alla concentrazione che varia proporzionalmente con essa: v=k+[reagente] (dove k è la costante cinetica)
Nelle reazioni di 2° ordine invece ci sono due prodotti, quindi in A --> B+C, v=k[A]2. Si può anche avere il caso A+B --> C+D, in cui v=k[A][ B ]: l’ordine di una reazione è la somma dei singoli ordini.
Una cosa utile è la semplificazione delle leggi cinetiche: per esempio se [ B ] è grande rispetto ad [A] e nel corso della reazione è praticamente invariata, allora la legge cinetica diventa di pesudo primordine.
La costante cinetica è data dalla relazione: k=Ae-Ea/RT. (Ae= urti efficaci, Ea= energia di attivazione): ad un’alta energia di attivazione corrisponde una bassa costante cinetica, e più alta è l’energia di attivazione, più il calore influenza la costante cinetica.
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