Concetti Chiave
- I processi spontanei avvengono senza interferenze esterne, mentre quelli non spontanei richiedono lavoro per essere attivati.
- La spontaneità di un processo non è legata alla sua velocità, ma all'assenza di necessità di interventi esterni.
- L'energia di attivazione è fondamentale per rompere i legami nei reagenti e formare nuovi legami, e varia con la temperatura.
- Durante una reazione chimica, esistono intermedi che sono specie chimiche stabili e stati di transizione che non possono essere isolati.
- Gli intermedi si trovano a livelli energetici maggiori rispetto a reagenti e prodotti, mentre gli stati di transizione rappresentano picchi energetici temporanei.
Cosa sono i processi spontanei e non spontanei?
In natura esistono processi spontanei e processi non spontanei (è spontaneo che una cosa calda si raffreddi, ma non che si scaldi): una trasformazione si dice spontanea quando non abbiamo alcun interferenza esterna perché avvenga, si dice non spontanea quando devo applicare lavoro al sistema perché essa avvenga; la spontaneità è un concetto scorrelato dalla velocità.
Affinché una reazione avvenga è necessario che i reagenti che interagiscono possiedano un adeguata energia di attivazione, l'energia necessaria per rompere alcuni dei loro legami per poi formarne di nuovi con gli altri reagenti.
Quando due molecole interagiscono tra di loro, perché ci sia una reazione gli urti devono essere efficaci dato che le molecole non sono puntiformi, ma espongono dei gruppi: perché si formi un determinato prodotto, i gruppi che si giustappongono uno all'altro devono essere quelli corretti per quella reazione. Perché un urto sia efficace le molecole devono quindi essere correttamente orientate (requisito sterico) Con la temperatura diminuisce l’energia di attivazione, visto che aumentano gli urti e di conseguenza anche quelli efficaci.
Intermedi e stati di transizione
In una reazione chimica ci sono più energie di attivazione, una per ogni fase della reazione; tra un apice e l'altro di energia si trova una valle, un intermedio di una reazione, una specie che lungo un profilo energetico
si trova a uno stato energetico maggiore di reagenti e prodotti ma ha una sua stabilità ed è quindi possibile isolare; i picchi invece sono sostante che “non esistono”, non sono separabili in quanto sono stati di transizione, una via intermedia tra reagenti e prodotti che non è possibile trovare in natura.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza tra processi spontanei e non spontanei?
- Qual è il ruolo dell'energia di attivazione nelle reazioni chimiche?
- Cosa sono gli intermedi e gli stati di transizione in una reazione chimica?
I processi spontanei avvengono senza interferenze esterne, come il raffreddamento di un oggetto caldo, mentre i processi non spontanei richiedono lavoro esterno per avvenire, come il riscaldamento. La spontaneità non è correlata alla velocità del processo.
L'energia di attivazione è necessaria per rompere i legami nei reagenti affinché possano formarsi nuovi legami con altri reagenti. Affinché una reazione avvenga, è fondamentale che i reagenti abbiano un'adeguata energia di attivazione.
Gli intermedi sono specie chimiche stabili che si trovano a un livello energetico maggiore rispetto ai reagenti e ai prodotti, e possono essere isolati. Gli stati di transizione, invece, sono picchi energetici non separabili che rappresentano una fase intermedia tra reagenti e prodotti.
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