EQUAZIONE CINETICA ED ORDINE DI REAZIONE

EQUAZIONE CINETICA ED ORDINE DI REAZIONE.

Affinché avvenga la reazione:

è necessario che una molecola di idrogeno urti una molecola di iodio in modo che, a seguito della collisione, si abbia una nuova disposizione degli atomi.

Le velocità delle reazioni chimiche saranno quindi proporzionali al numero di collisioni al secondo che avvengono tra i reagenti. Poiché se si aumenta il numero di molecole in un dato volume, aumenta il numero di urti al secondo, la velocità della reazione tra idrogeno e iodio sarà proporzionale alle concentrazioni delle molecole di idrogeno e di iodio. Inoltre dato che i reagenti sono continuamente consumati, le loro concentrazioni e con esse la velocità della reazione diminuiscono col procedere della reazione. Ne segue che il numero di moli di idrogeno e quello di moli di iodio diminuiranno (mentre il numero di moli di acido iodidrico aumenterà) con velocità decrescenti nel tempo.

Per una generica reazione:

la velocità di reazione sarà data dalla seguente equazione, detta equazione cinetica,

in cui:

la costante k, detta costante cinetica o costante di velocità, è determinata dalla natura dei reagenti e dalla temperatura;

gli esponenti m ed n rappresentano il numero di molecole di A e B, rispettivamente, che debbono contemporaneamente urtarsi perché abbia luogo la reazione. È importante notare che non vi è di solito alcuna relazione fra i coefficienti stechiometrici (a e b) ed m ed n, i quali debbono essere sempre determinati sperimentalmente e non possono essere dedotti dall'equazione di reazione.

Si usa dire che la reazione è di ordine m rispetto al reagente A e di ordine n rispetto al reagente B. La somma degli esponenti (m+n) prende il nome di ordine della reazione.

Consideriamo ad esempio la reazione

Se tale reazione avvenisse per l'urto contemporaneo di due molecole di biossido di azoto ed una molecola di fluoro, gli esponenti m e n dell'equazione cinetica sarebbero rispettivamente uguali a 2 ed 1 ossia ai coefficienti di reazione. Si è trovato sperimentalmente, invece, che la reazione è descritta dalla seguente equazione cinetica: