Volume 1

3. Temperatura In generale possiamo dire che un aumento di temperatura comporta un aumento dell energia cinetica delle particelle e quindi favorisce l efficacia degli urti che porteranno alla formazione dei prodotti. Da cosa dipende la diversa velocità di reazione degli esempi a fianco citati (lo scoppio, l ossidazione del ferro, l ossidazione del carbone)? 11. 2 Energia 4. Catalizzatori Sono sostanze capaci di influire sulla velocità della reazione senza spostarne l equilibio chimico, il loro effetto viene definito catalisi; il catalizzatore favorisce gli urti utili e velocizza la reazione. In un recipiente chiuso introduco H2 e O2 e aspetto che si formi acqua. 2 H2 + O2 2 H2O La reazione non avviene se non viene attivata, in quanto H2 e O2 sono molecole che hanno raggiunto una configurazione elettronica stabile e quindi non tengono più a reagire. Devo fornire al sistema dell energia per rompere i legami H H e O = O dei reagenti che in questo modo potranno dare origine ai prodotti. L energia da fornire viene definita energia di attivazione . Se è presente il catalizzatore l energia di attivazione richiesta è più bassa. Come catalizzatore si può utilizzare una spugnetta di platino (Fig. 11.3). Ea1 Ea2 Reagenti H2 + O2 Reazioni reversibili ed equilibrio chimico Una reazione si completa se si esauriscono uno o entrambi i reagenti; questo avviene quando come prodotto di reazione si ottiene una sostanza gassosa che si allontana dall ambiente oppure quando si ottiene un prodotto che precipita e non ha più possibilità di reagire. Vediamo alcuni esempi: Fe + 2 H Cl Fe Cl2 + H2 Tempo Figura 11.3. Velocità di reazione. Senza catalizzatore Con catalizzatore Ea1: energia di attivazione richiesta in assenza di catalizzatore. Ea2: energia di attivazione richiesta in presenza di catalizzatore. in questo caso l idrogeno che si ottiene come prodotto, essendo gassoso, si volatilizza e si allontana dalla sede di reazione completandola. Benzina + ossigeno dell aria CO2 + H2O + energia per muovere l automobile Anche in questo caso i prodotti di reazione gassosi, anidride carbonica e vapore acqueo, si disperdono nell ambiente allontanandosi dalla sede di reazione. Na Cl + Ag N O3 Na N O3 + Ag Cl insolubile Il cloruro d argento è insolubile, precipita sottraendosi alla possibilità di reagire nuovamente consentendo alla reazione di giungere ad esaurimento. Osserviamo ora cosa avviene se provochiamo una reazione in un ambiente chiuso in modo che reagenti e prodotti rimangano nella sede di reazione: 3 H2 + N2 2 N H3 Se si fa avvenire questa reazione in un ambiente chiuso, quando le molecole dei prodotti diventano numericamente consistenti, possono urtasi tra loro e riformare i reagenti, quindi contemporaneamente alla reazione diretta 3 H2 + N2 2 N H3 si avrà anche la reazione inversa: 2 N H3 3 H2 + N2 Problem solving In che modo possiamo influire negativamente sulla velocità di reazione? 151 MODULO E Problem solving U. 11 - La cinetica chimica V = K [A]a [B]b, cioè la velocità di reazione è data dal prodotto delle concentrazioni dei reagenti elevati ognuno al proprio coefficiente stechiometrico per una costante dipendente dalla temperatura alla quale si fa avvenire la reazione.