Lezione 7: Cinetica chimica (velocità di reazione, ordine di reazione, stato di transizione, legge di Arrhenius, catalizzatori, Keq, principio di Le Chatelier)

Question 1

Cos’è la velocità di reazione?

Answer 1

1. È la variazione della concentrazione molare dei reagenti ∆[R] o dei prodotti ∆[P] nell'intervallo di tempo ∆t.
v = ∆[P] / ∆t = -∆[R] / ∆t
2. Si misura in mol/L x s^-1
3. È influenzata da:
    - natura dei reagenti
    - concentrazione dei reagenti
    - temperatura
    - presenza di catalizzatori

Question 2

Quanti e quali sono i requisiti per far avvenire una reazione?

Answer 2

1. Le molecole devono collidere le une con le altre
2. Le collisioni devono avvenire con l’orientamento corretto (fattore sterico)
3. Le molecole devono avere un’energia sufficiente per reagire (energia di attivazione)

Question 3

Cosa afferma la teoria delle collisioni?

Answer 3

Maggiore sarà il numero delle molecole maggiori saranno le collisioni

Question 4

Equazione cinetica

Answer 4

v = k[A]^x x [B]^y

Question 5

Da cosa dipende l’ordine di reazione?

Answer 5

Dipende dal meccanismo della reazione e deve essere determinato sperimentalmente

Question 6

Quanti ordini di reazione ci sono?

Answer 6

Sono 3:

• reazione di ordine zero: v = k
• reazione di primo ordine: v = k[A]
• reazione di secondo ordine: v = k[A]x[B]

Question 7

Cos’è il fattore sterico?

Answer 7

Rappresenta la probabilità che i reagenti si incontrino con l’orientamento corretto

Question 8

Cos’è l’energia di attivazione?

Answer 8

È l’energia minima che occorre per iniziare una reazione, rompendo alcuni legami dei reagenti

Question 9

Cos’è lo stato di transizione?

Answer 9

È la fase intermedia della reazione

Question 10

Cos’è la legge di Arrhenius?

Answer 10

Descrive la dipendenza della costante di velocità di una reazione chimica (K), dalla temperatura, dal fattore sterico e dall’energia di attivazione.
K = A e^-Ea/RT

Question 11

Dimmi 4 cose sui catalizzatori

Answer 11

1. Sono sostanze che accelerano la trasformazione chimica abbassando la sua energia di attivazione
2. A differenza dell’aumento di temperatura, sono altamente specifici
3. I catalizzatori più specifici sono gli enzimi, proteine che catalizzano le reazioni biologiche degli esseri viventi anche alle basse temperature del nostro organismo
4. Si dividono in:
   
   • omogenei: operano nello steso stato
     fisico dei reagenti
   • eterogenei: operano in uno stato diverso
     da quello dei reagenti e dei prodotti

Question 12

Quando un sistema è in equilibrio?

Answer 12

Un sistema è in equilibrio quando non variano più le proprietà macroscopiche osservabili. L’equilibrio è dinamico quando è il risultato di due processi opposti che avanzano a uguale velocità.

Question 13

Costante di equilibrio

Answer 13

Keq = {C]^c x [D]^d / [A]^a x [B]^b
Keq»1 equilibrio a destra
Keq circa 1 [R]=[P]
Keq«1 equilibrio a sinistra

Reazioni endotermiche= Keq aumenta all’aumentare di T
Reazioni esotermiche= Keq diminuisce all’aumentare di T

Question 14

Cosa dice il principio di Le Chatelier?

Answer 14

Un sistema all’equilibrio, perturbato da un’azione esterna, reagisce in modo da ridurne o annullarne l’effetto, ristabilendo l’equilibrio

Question 15

Dimmi le 3 applicazioni del principio di Le Chatelier

Answer 15

1. VARIAZIONE DELLA CONCENTRAZIONE:
   
   • aggiunta reagente, sottrazione prodotto:
     equilibrio a destra
   • aggiunta prodotto, sottrazione reagente:
     equilibrio a sinistra
2. VARIAZIONE DELLA PRESSIONE O DEL VOLUME:
   
   • aumento di pressione: equilibrio verso n°
     minore di molecole
   • aumento di volume: equilibrio verso n°
     maggiore di molecole
3. VARIAZIONE DELLA TEMPERATURA
   
   • reazioni endotermiche: aumentando la T,
     equilibrio a destra
   • reazioni esotermiche: aumentando la T,
     equilibrio a sinistra