Concetti Chiave
- La cinetica chimica analizza la velocità delle reazioni, influenzando settori come alimentare, industriale, medico e ambientale.
- La velocità di reazione è misurata come variazione di concentrazione di reagenti o prodotti nel tempo, espressa anche in termini di massa se necessario.
- La natura dei reagenti influenza la velocità di reazione, evidenziando variazioni significative tra reazioni simili con reagenti diversi.
- La concentrazione dei reagenti e la temperatura sono fattori chiave: più alta è la concentrazione o la temperatura, maggiore è la velocità di reazione.
- I catalizzatori modificano la velocità di reazione, aumentando o rallentando il processo, con un impatto significativo sulla reattività.
VELOCITA’ DI REAZIONE
CINETICA CHIMICA: studia la velocità legata alle reazioni.
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
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
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
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 il ruolo della cinetica chimica nella vita quotidiana?
- Come influisce la concentrazione dei reagenti sulla velocità di reazione?
- In che modo la temperatura modifica la velocità di reazione?
- Qual è l'effetto dei catalizzatori sulla velocità di reazione?
La cinetica chimica studia la velocità delle reazioni chimiche, influenzando aspetti della vita quotidiana come l'uso di antiossidanti per conservare i cibi e sostanze per accelerare l'asciugatura della vernice.
Maggiore è la concentrazione dei reagenti, maggiore è la velocità di reazione, poiché aumenta la probabilità di urti tra le molecole.
Aumentando la temperatura, la velocità di reazione aumenta, raddoppiando per ogni incremento di 10°C, poiché le molecole si muovono più velocemente e aumentano le probabilità di urto.
I catalizzatori possono influenzare la velocità di reazione, aumentandola se sono positivi o rallentandola se sono negativi.
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