IL Cinetica chimica è un campo che studia i fattori che influenzano la velocità di sviluppo delle reazioni chimiche, cioè la velocità con cui avvengono. C'è sempre più ricerca intorno a quest'area, poiché spesso vogliamo accelerare alcune reazioni o rallentarne altre. Ciò è particolarmente importante per le industrie e questa ricerca ha importanti conseguenze tecnologiche.
Ma poiché la velocità di una reazione può variare ad ogni intervallo di tempo e da una sostanza all'altra, è consuetudine calcolare il velocità di reazione media.
Si consideri la seguente reazione generica, in cui i coefficienti sono le lettere minuscole e i reagenti e i prodotti sono rappresentati dalle lettere maiuscole:
a A + b B → c C + d D
Verrà data la velocità media di questa reazione dividendo la velocità media di reazione di una qualsiasi delle sostanze reagenti o la velocità media di formazione di uno qualsiasi dei prodotti per il rispettivo coefficiente nell'equazione chimica. Questo è dato da:
Ad esempio, si consideri la reazione di decomposizione del perossido di idrogeno:
2 ore2oh2(ac) → 2 H2oh(1) + 1 O2 (g)
Diciamo che in 1 minuto si sono formati 0,3 mol/L di H2O e 0,15 mol/L di O2, mentre 0,3 mol/L di H si sono decomposti2oh2, ovvero le velocità medie di decomposizione e formazione di queste sostanze nella reazione sono:
VmH2O2 = 0,3 mol/l. min
VmH2O = 0,3 mol/l. min
VmO2 = 0,15 mol/l. min
La velocità media della reazione globale si troverà prendendo uno di questi valori e dividendolo per il rispettivo coefficiente nell'equazione:
Vm = VmH2O2 = 0,3 mol/l. min = 0,15 mol/l. min
2 2
Vm = VmH2O = 0,3 mol/l. min = 0,15 mol/l. min
2 2
Vm = VmO2 = 0,15 mol/l. min = 0,15 mol/l. min
1 1
Si noti che i tre valori sono uguali, quindi la velocità di reazione è la stessa in funzione di qualsiasi reagente o prodotto, nello stesso intervallo di tempo.
Tuttavia, come sono stati trovati i valori delle velocità medie di ciascuna delle sostanze coinvolte in queste reazioni?
Si può calcolare dividendo la variazione di concentrazione della sostanza (reagente o prodotto) per l'intervallo di tempo. Se vogliamo determinare la velocità media di uno dei of reagenti della reazione, dovremo mettere a segno negativo prima, oppure considerare il valore di concentrazione nel modulo ||, poiché, poiché la concentrazione del reagente diminuisce nel tempo, il valore della velocità sarebbe negativo, ma non c'è velocità negativa.
Ad esempio, si consideri la seguente reazione di decomposizione del gas ozono (O3(g)) in ossigeno gassoso (O2(g)):
2 O3(g) → 3 O2(g)
Diciamo che in un pallone c'erano 10 moli di ozono, ma dopo 1 minuto ne erano rimaste solo 4 moli; questo significa che 6 moli di ozono si sono trasformate in gas ossigeno. Quindi abbiamo:
2 O3(g) → 3 O2(g)
t = 0 min 2 mol/L 0 mol/L
spese formate
6 mol/L 9 mol/L
t = 1 min 4 mol/L 9 mol/L
Si noti che poiché il rapporto di reazione è 2:3, quindi se sono state utilizzate 6 moli di O3, si sono formate 9 moli di O2. Quindi, dopo 1 minuto, abbiamo le seguenti velocità medie:
Vm = - [Il3]
t
Vm = - ([O3finale - oh3iniziale])
tFinale - tiniziale
Vm = - ([4 - 10])
1– 0
Vm = 6 mol/l. min→ Per 1 minuto hanno reagito 6 moli di ozono in ogni litro di sistema.
Vm = [Il2]
t
Vm = ([O2finale - oh2iniziale])
tFinale - tiniziale
Vm = ([9 - 0])
1– 0
Vm = 9 mol/l. min→ Durante 1 minuto, si sono formate 9 moli di ossigeno in ogni litro del sistema.
Questo ci mostra che possiamo calcolare la velocità media in funzione dei reagenti o in funzione dei prodotti.
Ora, se vogliamo calcolare la velocità media di questa reazione globale, facciamo come abbiamo mostrato all'inizio: dividiamo ciascuna di queste velocità per i rispettivi coefficienti nell'equazione chimica:
Vm = VmO3 = 6 mol/l. min = 3 mol/l. min
2 21
Vm = VmO2 = 9 mol/l. min = 3 mol/l. min
3 3
Vm = VmO3 = VmO2
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di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/velocidade-das-reacoes-quimicas.htm
