Velocità delle reazioni chimiche - Descrizione

Reazioni chimiche

La velocità delle reazioni chimiche dipendono:
1. Dalla natura e dalla concentrazione dei reagenti
2. Dall'area della superficie di separazione
3. Dalla temperatura
4. Dalla presenza di catalizzatori

1a. Natura dei reagenti : La velocità di una reazione chimica dipende dalla natura dei reagenti per esempio:
Il sodio reagisce con l'acqua mentre un altro metallo dello stesso gruppo con l'acqua mentre un altro metallo dello stesso gruppo come il potassio, reagisce in un modo quasi esplosivo.
La reazione è la stessa, ma la velocità di reazione è diversa poichè sono diverse le caratteristiche e la natura dei due reagenti.
1b. Concentrazione dei reagenti : L'influenza della concentrazione dei reagenti sulla velocità di reazione avviene se si tiene conto che per reagire, due particelle devono venire in reciproco contatto.
Maggiore è la concentrazione dei reagenti più é probabile un loro reciproco contatto (però questo ragionamento è valido solo se la reazione avviene in unica fase gassosa o liquida).
Mentre se abbiamo una reazione in fase eterogenea, cioè, se i reagenti sono presenti in più fasi come solida-liquida, non bisogna considerare la concentrazione dei reagenti, ma bensì considerare l'area della superficie di separazione, vale a dire la superficie di contatto tra le due fasi.
2. Superficie di contatto : Se la reazione avviene in fase eterogenea, cioé, se i reagenti sono presenti in più fasi, la velocità delle reazioni chimiche dipende dalla superficie di contatto tra le due fasi. Maggiore è la superficie di contatto tanto maggiore è la velocità di reazione.
3. Temperatura : Un aumento di 10°C può fare raddoppiare, ma anche triplicare la velocità di una reazione chimica.
Come ad esempio quando congeliamo gli alimenti, questo avviene mediante un abbassamento di temperatura determinando una diminuzione della velocità di decomposizione dei cibi
4. Catalizzatori : Un'idea sui cani catalizzatori può essere data considerando una miscela di idrogeno e di ossigeno che a temperatura ambiente può rimanere inalterata anche per tempi lunghissimi ma che, in presenza di un opportuno catalizzatore, reagisce in modo esplosivo con produzione di acqua.
Energia di attivazione
L'energia di attivazione è l'energia minima che le molecole devono possedere durante l'urto affinché la reazione avvenga.

Catalisi

La catalisi è il fenomeno secondo cui alcune reazioni chimiche vengono accelerate o ritardate dalla presenza di opportune sostanze catalizzatori
I catalizzatori sono quindi sostanze che modificano il valore della velocità della reazione senza venir consumati durante la reazione stessa.
I catalizzatori quindi facilitano il raggiungimento dell'equilibrio offrendo un percorso alternativo.
La catalisi può essere classificata in
catalisi omogenea: se i reagenti, i prodotti e il catalizzatore appartengono alla stessa fase;
catalisi eterogenea: se il catalizzatore è in una fase diversa dalla fase dei reagenti

Equilibrio chimico

Una reazione chimica tra i reagenti A e B avviene in modo completo quando al termine della reazione non vi è più traccia dei reagenti A e B poichè si sono trasformati nei prodotti C e D.
Queste reazionio si scrivono nella formula:
aA+bB-->cC+dD
Alcune trasformazioni non comportano la trasformazioni dei reagenti in prodotti, ma man mano che i prodotti si formano, questi reagiscono fra di loro per formare i reagenti
nella reazione:
aA+bB--> cC+dD
La doppia freccia indica una reazione reversibile in quanto avviene contemporaneamente nelle due direzioni, i prodotti C e D possono reagire contemporaneamente con A e B.
Equilibrio mobile o Principio di Le Chatelier
Questo equilibrio mobile ci permette di prevedere come un sistema all'equilibrio reagisce a pertubazioni esterne:
infatti quando un sistema viene perturbato per effetto di un'azione esterna, il sistema reagisce in maniera da ridurre o annullare la sollecitazione stessa, ristabilendo l'equilibrio.
Inoltre, aumentano la concentrazione di uno dei reagenti, l'quilibrio si sposta verso i prodotti. Quindi aumentando la concentrazione di uno dei prodotti, l'equilibrio si sposta verso i reagenti.

Acidi e basi

Gli acidi e le basi le incontriamo ogni giorno nella nostra vita quotidiana.
Ci sono 3 teorie:
Teoria di Arrhenius: Secondo questa teoria, un acido è una sostanza che in soluzione acquosa è in grado di liberare ioni H+ (ioni idrogeno) mentre una base è una sostanza che in soluzione acquosa è in grado di liberare ioni OH (ioni idrossido o iono ossidrile).
Però c'era bisogno di una teoria più generale: nel 1922 ci fu una nuova teoria
Teoria di Bronsted e Lowry: secondo questa teoria, un acido è acido una sostanza capace di cedere ioni H+ (protoni) mentre una base è una sostanza capace di acquistare ioni H+ (protoni).
Un'altra estensione dei concetti di acidi e basi fu realizzata nel 1923 grazie a un'altra teoria
Teoria di Lewis: Secondo questa teoria, un acido è qualsiasi sostanza in grado di accettare una coppia di elettroni mentre una base è qualsiasi sostanza in grado di cedere una coppia di elettroni non condivisi.

Il PH

Il PH serve a trasformare un valore molto piccolo in un numero più semplice.
La scala del PH è compresa fra 0 e 14. In base al valore del PH una soluzione può essere:
Basica se il PH è maggiore di 7
Neutra se il PH è uguale a 7
Acida se il PH è minore di 7