Cinetica Chimica

Cinetica Chimica

Una velocità è la variazione di una proprietà
per unità di tempo e viene calcolata
dividendo l’entità totale della variazione per
il tempo in cui essa si verifica

N 2 O 5 → 2NO 2 +1/2 O 2

Velocità iniziale = k [N 2 O 5 ] 0
La velocità istantanea è la pendenza della tangente, al tempo t, alla
curva della variazione di concentrazione in funzione del tempo

2NO 2 → 2NO + O 2
Velocità iniziale = k [NO 2 ] 0
2

Un’equazione di velocità è un’equazione che
esprime una velocità di reazione istantanea
in termini di concentrazione delle sostanze
che prendono parte alla reazione stessa

L’ordine complessivo di una reazione è la
somma delle potenze a cui risultano
elevate le concentrazioni delle specie
chimiche nell’equazione di velocità della
reazione stessa
Un’equazione di velocità non può essere
dedotta direttamente dall’equazione
chimica della reazione ma deve essere
ricavata sperimentalmente

Meccanismo di reazione
Un meccanismo di reazione è una serie di reazioni elementari proposta per
spiegare l’equazione di velocità della reazione complessiva

Il tempo di dimezzamento si ricava introducendo [R] = ½ [R 0 ] e t = t 1/2
Per una reazione del primo ordine il tempo di dimezzamento è
indipendente dal valore della concentrazione iniziale

Può essere difficile
determinare
l’equazione di velocità
dalle misure
sperimentali!

TEORIA DELLE COLLISIONI
• Le molecole reagenti devono collidere
tra loro.
• Le molecole reagenti devono collidere
con energia sufficiente per rompere i
legami coinvolti nella reazione.
• Le molecole devono collidere con la
giusta orientazione

Distribuzione di Maxwell delle velocità molecolari

Controllo della velocità di reazione
La velocità delle reazioni chimiche risente
della concentrazione, della superficie di
esposizione dei reagenti, della temperatura
e della presenza di catalizzatori
Equazione di Arrhenius
Secondo la teoria delle collisioni, il fattore
preesponenziale A è il valore che la costante di velocità
della reazione avrebbe se ogni collisione fosse efficace
ai fini della reazione

ECCEZIONI!
2NO + O 2 → 2NO 2 k(27 o C) = 7,1·10 -3
k(389 o C) = 2,9·10 -3
1) NO + O 2 → (NO·O 2 );
2) (NO·O 2 ) + NO → 2NO 2
L’aumento di temperatura può ostacolare la
formazione del complesso attivato

Un catalizzatore è una sostanza che causa
un aumento della velocità di una reazione
senza venire consumata durante questa

Problema
Un composto A si trasforma in B secondo una cinetica di
primo ordine. Sperimentalmente risulta che, alla
temperatura di 57,5 o C, la concentrazione si riduce al
75,8% del valore iniziale in 4,46⨯10 2 s. Calcolare la
costante di velocità specifica a 57,5 o C ed il tempo
necessario per ridurre la concentrazione al 55,5 % del
valore iniziale.