Velocità delle reazioni chimiche

-Velocità delle Reazioni Chimiche-

La Velocità di Reazione è il rapporto tra la quantità di materia che si trasforma e il tempo necessario affinché avvenga la reazione.

Velocità di Reazione= ((concentrazione finale-concentrazione iniziale))/((tempo finale-tempo iniziale) )=Δconcentrazione/Δtempo= (Δ[ ])/Δt

La Velocità di Reazione indica il numero delle moli di reagente che si trasforma, o il numero di moli di prodotto che si forma, in un certo tempo.

-Velocità e Concentrazione dei Reagenti-

La Velocità di una reazione chimica dipende da diversi fattori, di solito la velocità massima si ha all’inizio della reazione, poi diminuisce gradualmente; la velocità non è dunque costante.

Ad esempio la velocità di una reazione di decomposizione (A + B  C) è direttamente proporzionale alla concentrazione del reagente; indicando con ‘v’ la veolcità e con ‘[A]’ la concentrazione del reagente, la formula per ricavare la velocità è la seguente:

v = k ⋅ [A]n
(k la costante di velocità e n è un coefficiente determinato sperimentalmente)

Una reazione che ha n = 1 viene definita di Primo Ordine.

In altre reazioni del tipo ‘A + B -> C + D’, la velocità v dipende dalla costante di velocità e dal prodotto delle concentrazioni, secondo la relazione:

v = k ⋅ [A]n ⋅ m

Se i coefficienti valgono entrambi 1 e la loro somma è uguale a 2, la reazione è definita di Secondo Ordine.
In altri casi può essere di Terzo Ordine, con i valori di n e m sono rispettivamente 1 e 2.

Dunque, la velocità di una reazione chimica è direttamente proporzionale al prodotto delle concentrazioni dei reagenti, ognuna elevata a potenza avente un coefficiente determinato sperimentalmente.

-Velocità e Fattore Sterico-

Il Fattore Sterico di una Reazione è la probabilità che le particelle si urtino nel punto giusto, in modo che la reazione avvenga correttamente.

-Velocità e Suddivisione dei Reagenti-

La Velocità di una Reazione dipende dal numero degli atomi esterni; quindi maggiore è la superficie di contatto tra i vari reagenti, maggiore è la velocità.
La Velocità di una reazione chimica aumenta all’aumentare della suddivisione dei reagenti; ad esempio per far avvenire una reazione più velocemente si possono far sciogliere i reagenti in acqua.

-L’Energia di Attivazione-

Anche le reazioni che hanno i requisiti energetici per avvenire spontaneamente non avvengono, finché i reagenti non acquisiscono una determinata quantità di energia, detta energia di attivazione.
L’Energia di Attivazione di una Reazione è quella quantità minima di energia che deve essere fornita ai reagenti affinché la reazione possa avvenire.
Se non ci fosse bisogno dell’energia di attivazione, a temperatura normale tutte le reazioni spontanee avverrebbero istantaneamente.

-Velocità e Temperatura-

Ad una Temperatura più alta, aumentano il numero degli urti; aumenta di conseguenza anche il numero degli urti efficaci.
Quindi la Velocità delle Reazioni Chimiche aumenta all’aumentare della temperatura.

La temperatura del nostro corpo è costante a 37°C, quando vi sono processi infiammatori, la temperatura corporea cresce per aumentare la velocità delle reazioni chimiche di difesa.

Una Reazione Chimica avviene se c’è una diminuzione di Energia Libera (ΔG), se le molecole si urtano nel punto giusto e con giusta energia, se è fornita l’energia di attivazione.
La Velocità della reazione aumenta all’aumentare della temperatura, della suddivisione e della concentrazione dei reagenti; questi diminuiscono nel corso della reazione, per cui la velocità di reazione tende a diminuire.

-Velocità e Catalizzatori-

I Catalizzatori sono delle Sostanze Organiche (Biocatalizzatori, Enzimi) ed Inorganiche che accelerano le reazioni; hanno la caratteristica di ‘adsorbire’, ossia attirare verso di se i reagenti.
Un Catalizzatore è una specie chimica che fa diminuire l’energia di attivazione di una reazione e la accelera senza parteciparvi direttamente e senza essere consumata.
Tra i Catalizzatori, i più noti sono il Platino e il Ferro.