VELOCITÀ DELLE REAZIONI CHIMICHE

VELOCITà DELLE REAZIONI CHIMICHE.

Una reazione chimica ha due caratteristiche generali della massima importanza: la posizione dell'equilibrio e la velocità di reazione.

Lo studio della posizione di equilibrio è argomento dell'equilibrio chimico, mentre lo studio delle velocità di reazione  e la loro dipendenza dalle condizioni sperimentali costituisce l'oggetto della cinetica chimica.

Nella trattazione dell'equilibrio chimico, si considerano soltanto le stabilità relative dei prodotti e dei reagenti e le loro concentrazioni relative all'equilibrio, ma non la sequenza degli atti reattivi tra lo stato iniziale e quello finale.

Nella trattazione della velocità di reazione, si considerano non soltanto le velocità con le quali i reagenti vengono trasformati in prodotti, ma anche la successione dei processi fisici e chimici attraverso la quale avviene la trasformazione.

Le velocità delle reazioni chimiche variano entro intervalli molto ampi e sono influenzate da numerosi parametri.

Alcune reazioni chimiche sono, anche a temperatura ambiente, così veloci da apparire istantanee, come ad esempio la reazione fra sodio ed acqua:

Altre reazioni sono, invece, così lente da rendere impossibile l'osservazione di variazioni apprezzabili del sistema nel decorso di anni, come ad esempio la combinazione tra idrogeno ed ossigeno a temperatura ambiente:

Questa stessa reazione, a temperatura elevata, diventa così veloce da essere esplosiva.

Si definisce velocità di reazione la variazione, nell'unità di tempo, del numero di moli di un reagente o di un prodotto

Nella maggior parte dei casi è conveniente riferire la velocità di reazione a variazioni di concentrazione, ossia definire la velocità di reazione come la variazione, nell'unità di tempo, della concentrazione molare di un reagente o di un prodotto

Tuttavia, poiché le sostanze allo stato condensato hanno un volume proprio che varia proporzionalmente alla massa della sostanza e quindi hanno concentrazione costante nel corso della reazione, anche se il numero di moli varia, per tali sostanza la velocità non può essere misurata come variazione della concentrazione nel tempo.

Poiché la velocità di una reazione chimica può variare nel corso della reazione, si preferisce indicare la velocità di una reazione chimica come la derivata rispetto al tempo del numero di moli di un reagente o di un prodotto ovvero il limite cui tende il rapporto Dn/Dt, quando l'intervallo di tempo Dt tende a zero:

Ad esempio, consideriamo la reazione

la velocità di tale reazione è espressa da:

in cui:

il segno meno davanti alle prime due espressioni dipende dal fatto che, durante il decorso della reazione, il numero di moli di idrogeno e iodio diminuisce;

il coefficiente ½ davanti alla terza espressione tiene conto della stechiometria della reazione; se si vuole infatti definire la velocità in modo univoco occorre tener conto del fatto che per ogni molecola di idrogeno o di iodio consumata si formano due molecole di acido iodidrico.

Per una reazione generica:

la velocità sarà espressa da: