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velocità di reazione, energia ed equilibrio - Coggle Diagram

- - - - enunciato di clausiu
        
        è impossibile realizzare una trasformazione il cui unico risultato sia il trasferimento di calore da un corpo più freddo ad uno più caldo senza l'apporto di un lavoro esterno
        
        in chimica invece vediamo cosa ha detto Boltzamann
        
        ogni sistrma tnede al massimo disordne che è lo stato più probabile
        
        misura del grad di disordine è l'entropia, ogni sitema tende al massimo grad di entropia
      - enunciato dell'entropia
        
        le reazioni spontanee portano all'aumento dell'entropia dell'universo
    - - teorema di Nernst
        
        l'netropia di una sostanza cristallina allo zero assoluto è pari a zero
      - la trasmissione dell'informazioe biologica (amminoacidi che formano le proteine) prevede una diminuzione dell'entropie
        
        quindi non è un processo spontaneo.e serve molta energia (presa dai nutrienti) per mantenere integra quasta informazione
    - - definizione di entalpia
        
        energia di un sistema a pressione costante, per igas sarebbe l'energia cinetica delle molecole, per una soluzione è l'energia dei legame + energia cinetica delle molecole.
        
        si misula in joule su moli
        
        è funzione di stato = cioè dipende solo dallo stat iniziale e dallo stato finale del sistema
        
        corrisponde al calore ceduto o assorbito dal sistema durante la reazione
        
        reazioni endotermiche ed esotermiche
        
        esotermiche: calore ceduto dal sistema , DeltaH negativo
        
        caldo istantneo: soluzioe soprasatura di acetato di sodio che reagisce con acqua
        
        endotermiche: calore acquisito dal sistema=deltaH positivo
        
        ghiaccio istantaneo con i sali di nitrato di potassio chereagiscon con l'acqua
        
        legge di Hess
        
        l'entalpia è una funzione di stato quindi
        
        la variazioe di entalpia di un processo complessivo è dato dalla somma delle entalpie delle singole reazioni
        
        cioè dipende solo dall'energa intern di reagenti e prodotti e non dalla reazione chimica in sè.
      - ci dice quindi se una reaziolne è possibile o no
      - non ci dice nulla però sulla direzione della reazione (se è spontanea o no)
        
        e qua entra in gioco il secondo principio con l'enuncioato di clausius e il conetto di entropia
- - - - qunindi in linea di massima ogni sistema tende spontaneamente alla massima entropia e alla minima entalpia
- - - - e se la reazione avviene in più tappe, allora a velocitò di reazione coincide conquella della reazione più lenta
    - - natura chimica dei reagenit
      - concnetrazion dei reageti e prodoti
        
        perchè aumenta la probailità degli urti tra le moleocle
      - temperatura
      - presenza di catalizzatori
        
        nei sistemi biiologici abbiamo catalizzatori biologici che snon gli enzimi
        
        specifici per qualsiasi reazione
        
        enizma si lega al subsrato, complesso ES si trasforma in complesso enzima prodotto e complesso enzima prodotto libera il il prodotto e rigenera l'ezima
        
        i primo e il terzo step sono molto veloci, l'ultimo passaggio è più lento
        
        equazione di Michealis-Menten
        
        descrive la velocità di una reazione enzimatica
        
        la costante Km rachude tutte le costanti cinetiche dei singoli pasaggi
        
        k2 è la costante di velocità per la concenrsione di ES in EP
        
        Etot è la cocnnetrazione dell'enzima libero+quello legato al substrato
        
        grafico di un'iperbole
        
        se la concentrazioen del substrato (S) è di molto più grande di Km, allora leviamo S da num e den e praticamente la reazione diventa reazione di ordine zero dipendente solo da Etot
        
        se la concnerazioen del substrato è di molto minore di Km allora semplificihiamo il denominatore a solo Km, quidni abbiamo una reazioen del primo ordine la cui velocità dipende proporzionalemnente alla cocnetrazione del substrato
        
        come intervengono nella reazione
        
        abbassano l'energia di attivazione senza alterare l'equilibrio, senza comparire nell'equazione chimica, senza consumarsi e non devono manterere un rapporto stechiometrco predefinito
        
        agiscono direttamente nella reazione e la loro concnetrazione determina la velocità della reazione
    - - di ordine zero
        
        v=k ed è indipendente dalla concnentrazione dei reagenti
      - del primo ordine
        
        A -> P e dipende dalla concentrazione di A
      - del secondo ordine
        
        dipende dalla cocnetrazione di A e B
        v = k [A] [B].
        oppure da A elevato al quadrato
        v = k [A]2
      - del terzo ordine
        
        v = k [A]2 [B] oppure v = k [A] [B] [C]
    - - relazione tra velocità di reazione, temperatura, energia di attivazione e fattore sterico
        
        k = A e–E# /RT
        
        fattore A sarebbe la frequenza degli urti cmoltiplicata per la probabilità che l'urto avveng ain manier corretta.
        
        legge di Boltzamm riscrivva anche come
        
        NE/ Ntot = e-E#/RT
        
        ma che è il fattore sterico
        
        probabilità che i reagenti urtino con l'orientamento corretto per far avvenire la reazione
        
        energia di attivazione
        
        gli urti tra le molecole devono avere energia superiore a quella necessarie per rompere i legami dei reagenti
        
        legge di Boltzmann
        
        NE = Ntot e-E#/RT
        
        se aumenta temperatura aumenta l'energia cinetic delle molecole e il numero degli urti efficaci quindi anche la veloità di reazione
  - - - aumenta la temperatua all'interno del corpo così aumenta la velocità delle rezion per uccidere i atteri
    - - rallentare i processi metabolici così
        
        effetto emodinamico
        
        freddo determina vasocostrizione locale e riduzione del flusso danguigno
        
        effetto metabolici
        
        freddo locale permette principalmente due cose grazie al rallentamento dell'attività metabolcuca
        
        preservare l'integrita delle cellule dopo danneggiamento di un tessuto
        
        esepio è ipotermia terapeutica nei pazienti con arresto circolatorio, per limitare danni al cervello a causa del mancato apporto di ossigeno
        
        inibire la liberazione dell'attivtò ei mediatori dell'nfiammazione
        
        effetto analgesico e miorilassante
        
        rallenta la velocità di conduzioen dello stimolo dolorifico a livello dei nervi periferici
- - - - costante di equilibrio--> rapporto le costanti di velocità dei prodotti e quelle dei reagenti
        
        legge di azione di massa (è quella che tu siai come costantw di equilirio, cioè con l'elevazione ai coeff stech.
        
        afferma che: in una reazione allequilibrio, il prodotto tra le cocnentrazione dei prodotti, diviso iper il prodotto tra le concentrazioen dei reagenti, ciascuna elevata a un esponente pari al propriio coeff ste è costante a temperatura costante
        
        dipende solo dalla temperatuea.
        
        per capire se una reazione è favorita o sfavoria a un aumento o diminuzione della temperatura devo considerare la Keq come rapporto tra le velocità di reazoine diretta e inversa. Le riscrvivo poi per la legge di Arrhenius
        
        dipende allora dai valore di energia di attivazione della reazione diretta e inversa
        
        se energia reazione diretta maggioee di inversa, reazione favorita da aumento della temeratura, calore è un reagente allora la reazione è endotermica
        
        stesso valore -> Keq invariato
        
        se energia di reazinoe diretta è inferiore dell'energia della reazione inversa, allora è favorita a basse temperatura, i calore Q diventa un prodtto quidni è ESOTERMIA
  - - - reagenti e prodotti tutti nella stessa fase
        
        nel caso di equilibri omogenei gassosi, possiamo esprimere le concentrazioni in termni di pressioni parziali e possiamo trovare allora una Kp
        
        dalla kp posso ricavare Kc facento Kc per RT ELEVATO A DELTA N che sarebbe la somma dei coefficienti dei proditti mneno la somma dei coefficienti dei reagenti
        
        se deltan=0, allora Kp è uguale a Kc
    - - paetecipant in fssi diverse
        
        per i le soluzioni diluitei uso le concenttrazionei, per i gas le pressioni parziali e per i soliidi le frazionimolar (anche per i liquidi)i
        
        se il liquido è puro e quindi la sua frazione molare è 1, allora la sua costante di equilibrio è la pressione di vapore saturo
        
        se il lquido non è puro, la pressione all'equilibrio data dalla legge di rault
  - - - nelle soluzioni gasssose l'equilibrio può essere perturbato da una variazione della pressione per effetto della leggi dei gas (pressione e numero di moli sono direttamente proporzionale)
        
        se in una reazione allo stato gassoso aumenta la pressione, l'equilibrio si sposta dove stanno meno moli. Se la pressone diminuisce, tende verso dove ce ne stanno di puù
  - - - se delta G =0, allora Keq =1
      - se delta G>0, allora K>1 e la reazione tende a destra cioè verso i prototti
      - se delta g>0, la reaione ha Keq <1 e tende a sinistra, cioè verso i reagenti