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Cinetica chimica, Reazioni redox, L’equilibrio chimico - Coggle Diagram
Cinetica chimica
La velocità di reazione è la variazione della concentrazione dei reagenti Δ[R], o dei prodotti Δ[P], nell’intervallo di tempo Δt.
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La velocità calcolata in ciascun intervallo è una velocità media. Rendendo brevissimo l’intervallo di tempo tra due misure successive, la velocità è, di fatto, riferita a un solo istante ed è chiamata per questo velocità istantanea
La velocità di una reazione dipende da:
la natura dei reagenti;
la temperatura;
la superficie di contatto fra i reagenti;
la concentrazione dei reagenti;
la presenza di catalizzatori.
La natura dei reagenti influisce sulla velocità di reazione nella misura in cui ogni sostanza ha una peculiare attitudine a trasformarsi in virtù delle proprietà chimiche e fisiche.
Un aumento di temperatura aumenta la velocità di una trasformazione chimica.
Quando i reagenti non sono nello stesso stato di aggregazione, reagiscono tanto più velocemente quanto più è estesa la loro superficie di contatto.
Quando i reagenti sono in soluzione, reagiscono tanto più velocemente quanto maggiore è la loro concentrazione.
La modalità principale per cui avvengono le trasformazioni chimiche viene spiegata attraverso la teoria degli urti. Le molecole dei reagenti possono scambiarsi gli atomi e dare luogo ai prodotti solo se, urtandosi, vengono in reciproco contatto.
La teoria degli urti spiega quindi l’effetto della concentrazione sulla velocità di reazione: maggiore è la concentrazione, più possibilità hanno le molecole di urtarsi e quindi maggiori sono le probabilità che la reazione avvenga.
Le molecole possono reagire in seguito a uno specifico aumento della loro energia potenziale che prende il nome di energia di attivazione, occorrente per rompere i legami e per iniziare la reazione.
L’esistenza dell’energia di attivazione spiega l’influenza della temperatura sulla velocità di reazione.
All’aumentare della temperatura, aumenta il contenuto energetico delle molecole, ovvero aumenta il numero degli urti efficaci rendendo più veloce la trasformazione.
Un catalizzatore accelera una reazione perché ne abbassa il picco di energia di attivazione rispetto al percorso non catalizzato.
I catalizzatori sono sostanze che accelerano una reazione chimica senza entrarne a far parte e quindi senza consumarsi durante la reazione.
I catalizzatori biologici sono gli enzimi, sostanze di natura proteica che rappresentano la classe a massima specificità.
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Reazioni redox
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Dismutazione: reazione redox in cui una stessa specie chimica in parte si ossida e in parte si riduce
L’equilibrio chimico
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Cato Guldberg e Peter Waage enunciarono nel 1864 la legge dell’azione di massa.
In un sistema chimico in equilibrio, il rapporto fra il prodotto delle concentrazioni molari dei prodotti e il prodotto delle concentrazioni molari dei reagenti, ciascuna elevata al proprio coefficiente stechiometrico, è costante.
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Quando le reazioni risultano incomplete e, soprattutto, sembrano non andare né avanti né indietro, si è in presenza di una trasformazione reversibile in equilibrio dinamico.
