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Cinetica chimica e equilibrio chimico - Coggle Diagram
Cinetica chimica e equilibrio chimico
Velocità delle reazioni
la spontaneità e la velocità non sono collegate
spontaneità: avviene senza porti esterni (naturalmente)
velocità: avviene a seconda dei fattori ambientali che caratterizzano il sistema
rapporto tra le variazioni di concentrazione del reagente / prodotto e la variazione di tempo
V= Δ (P) : Δt ---prodotti ---- non si mette il meno davanti perchè i prodotti saranno di più rispetto al inizio perchè la reazione va dalla sinistra a destra
V= - Δ(R) : Δt --- reagenti --- si mette il meno davanti perchè perde reagenti che saranno meno alla fine dei prodotti
se ci viene data una massa totale rimane costante - se invece viene data una massa singola varia
unità di misura:
concentrazione molare - mol/L
concentrazione molale - mol/g
concentrazione su massa - %/m
velocità di una reazione di decomposizione è direttamente proporzionale alla concentrazione del reagente
reagenti: la velocità diminuisce nel tempo alla diminuzione delle concentrazioni
prodotti: la velocità diminuisce nel tempo all'aumento dei prodotti
Equilibrio chimico
Equilibrio dinamico/ non statico
Reazioni irreversibili: reazione che non ha un equilibrio ed arriva al completamento - non si ritorna mai alla situazione iniziale
Reazione reversibile: reazioni che stabiliscono un equilibrio e non finisce mai
reazione diretta: aA+bB - cC + dD
reazione inversa: cC + dD - aA + bB
livello macroscopico: concentrazioni costanti e non avviene nessuna variazione
livello microscopico: continua ad avvenire la reazione
non c'è più distinzione tra prodotti e reagenti - velocità uguale
Definizione: Una reazione che avviene in entrambi le direzioni e in un sistema chiuso, raggiunge il punto di equilibrio dinamico quando la velocità della reazione inversa e diretta è uguale
concentrazione: numero di moli / volume
La costante di equilibrio :
Keq = [C]γ x [D]δ : [A]α x [B]β
esprime quantitivamente la relazione tra le concentrazioni dei prodotti e reagenti allo stato d'equilibrio
se Keq è circa uguale a 1 -- la reazione rimane uguale con l'equilibrio a metà
se Keq è molto maggiore di 1-- ci sono più prodotti che reagenti e non c'è equilibrio a metà
se Keq è molto minore di 1 allora ci sono più reagenti che prodotti e non c'è equilibrio a metà
la costante di equilibrio nel caso di reazioni che coinvolgono gas, al posto delle concentrazioni si può anche mettere le pressioni parziali
Teoria degli urti
spiega come avvengono le reazioni
affinché avvenga una reazione è necessario una collisione tra le molecole - molecole si trasformano in altre molecole
un urto efficace può avvenire solamente se ci sono questi tre fattori:
orientazione corretta per formare il legame (fattore sterico)
particelle opportune
energia di attivazione: minimo di energia per far avvenire l'urto (Ea)
Frequenza degli urti: garantisce che avvengono degli urti efficaci quando è maggiore
Stato di transizione: quando avviene un urto - complesso attivato
intermedi di reazione: che reagisce ulteriormente per dare ulteriori intermedi o i prodotti finali di una reazione chimica - ho bisogno di una quantità sempre mag. per passare al prossimo stadio
Cosa influenza la velocità di reazione?
Temperatura:
temperatura e velocità sono proporzionate
velocità aumenta- anche la temperatura aumenta --- aumentare di concentrazione dei reagenti
Effetto del solvente e in che sostanza si trova:
la scelta del solvente appropriato consente il controllo termodinamico e cinetico su una reazione chimica
Catalizzatore:
sostanza che velocizza la reazione, abbassa energia di accettazione, aumenta la ferquenza
un catalizzatore non si consuma
Velocità delle reazioni
V= K (A) α x (B) β
α e β = dipendono dal ordine di reazione rispetto ad A/B
α = 1-- primo ordine
K= costante di reazione -- specifica per ogni reazione / indipendente dalle concentrazioni
meccanismo di reazione: modalità di svolgimento a livello particellare in una reazione
successione degli stadi con cui i reagenti si trasformano
Il principio del equilibrio mobile (La Chatelie)
da informazioni su come varia l'equilibrio
Un sistema al equilibrio reagisce alle variazioni del sistema minimizzando negli effetti
l'obiettivo è quello di ridurre gli effetti delle reazioni
aggiunta di reagenti comporta un aumento di prodotti e l'equilibrio si sposta a destra
aggiunta di di prodotti comporta un aumento di reagenti e l'equilibrio si sposta a sinistra
pressione e volume sono inversamente proporzionali e costanti
Cosa succede se modifico pressione o volume?
i moli diminuiscono se il volume diminuisce a la pressione aumenta
aumento di pressione e diminuisce il volume comporta uno spostamento dell'equilibrio nella direzione dove ci sono più molecole
diminuzione di pressione e aumento di volume - sposta l'equilibrio nella direzione dove ci sono meno molecole
aumento di temperatura - sposta equilibrio dove ci sono più molecole - favorisce reazione endotermica
aumenta la velocità interna - più prodotti in reagenti
assume calore- sposta l'equilibrio a destra
Diminuzione di temperatura -sposta equilibrio dove abbiamo meno molecole - favorisce la reazione esotermica
diminuisce velocità interna- meno prodotti in reagenti
perde calore - sposta l'equilibrio a sinistra
Spontaneità
: ΔG = -R T logKeq
Quoziente di reazione:
Qc = (C)γi x (D)δi : (A)αi x (B)βi
dà un'idea delle quantità di specie chimiche presenti in una miscela di reazione
Qc < Keq - si sposta a destra
Qc > Keq - si sposta a sinistra
Qc = Keq - rimane uguale