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VANT HOFF E LEQUILIBRIO CHIMICO Letizia Mariani I anno SANU – Università Campus Bio-Medico.

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Presentazione sul tema: "VANT HOFF E LEQUILIBRIO CHIMICO Letizia Mariani I anno SANU – Università Campus Bio-Medico."— Transcript della presentazione:

1 VANT HOFF E LEQUILIBRIO CHIMICO Letizia Mariani I anno SANU – Università Campus Bio-Medico

2 JACOBUS HENRICUS VANT HOFF Identificato come uno dei fondatori della chimica fisica, si servì delle proprie conoscenze scientifiche per elaborare relazioni e teorie nuove, promuovendo il successivo sviluppo della chimica. Vant Hoff nacque a Rotterdam il 30 agosto Fin da ragazzo si interessò alla chimica sperimentale soprattutto degli esplosivi, oltre che alla musica e alla poesia. La creatività di uno scienziato è ciò che lo distingue dagli altri valorizzando la capacità di mettere in relazione aspetti nuovi con le conoscenze già acquisite. (cit. Letizia Mariani) J. H. vant Hoff

3 VITA ED OPERE Nel studiò a Bonn con F. A. Kekulè, nel 1874 a Parigi con Würtz e lo stesso anno ad Utrecht conseguì il dottorato di ricerca. Il suo primo lavoro di grande rilevanza fu quello della struttura tridimensionale delle molecole, nel quale formulò i principi basilari della stereochimica. F. A. Kekulè C. A. W ürtz

4 Nel 1877 iniziò gli studi sulle reazioni chimiche (culminati con la pubblicazione del fondamentale Étude de dynamique chimique nel 1884), introducendo lidea dellequilibrio chimico come equilibrio dinamico frutto delleguaglianza delle velocità di due processi opposti, giungendo alla nota equazione per landamento della costante di equilibrio con la temperatura: Equazione di vant Hoff. Tra il 1885 ed il 1890 pubblicò i lavori sulla pressione osmotica delle soluzioni, che gli attestarono il premio Nobel per la chimica (1901), insieme alla scoperta delle leggi della dinamica chimica. Nel 1896, dopo ventanni di insegnamento in Olanda, accettò di divenire professore onorario a Berlino nellAccademia delle scienze di Prussia. (Preußische Akademie der Wissenschaften). Nel 1912, un anno dopo la sua morte, venne pubblicata lopera Die chemischen Grundleheren nach Menge, Mass und Zeit, nella quale vant Hoff tentò di dedurre i fenomeni chimici sulle basi puramente fisico-meccaniche, di spazio tempo e massa. Preußische Akademie der Wissenschaften

5 EQUILIBRIO CHIMICO Come abbiamo accennato vant Hoff nell Étude de dynamique chimique trattò lequilibrio chimico come lo stato mobile in cui la reversibilità risulta essere la conseguenza di un bilancio fra le opposte reazioni. Mise pertanto le costanti di equilibrio in relazione con le costanti cinetiche delle reazioni diretta ed inversa. Per capire ciò esaminiamo un sistema chimico a livello macroscopico ed a livello molecolare per vedere come si origina lo stato di equilibrio. Il sistema è costituito da due gas, il tetraossido di diazoto (incolore) ed il diossido di azoto (bruno):

6 Se introduciamo N 2 O 4 (liquido) in un contenitore a 100 °C avviene subito una trasformazione: A livello macroscopico il liquido vaporizza ed il gas assume un colore bruno chiaro, che con lavanzare della reazione diventa sempre più scuro, fino al raggiungimento di una tonalità finale costante. A livello microscopico, invece, le molecole di N 2 O 4 sfrecciano qua e là in tutto il contenitore ed alcune di esse si scindono in molecole di NO 2. In poco tempo, diminuisce sempre più la concentrazione di N 2 O 4 mentre aumenta quella di NO 2, le cui molecole collidono e si ricombinano per riformare N 2 O 4. Equilibrio a livello macroscopico e microscopico

7 Poiché la reazione prosegue nel senso diretto e nel senso inverso a uguale velocità, le concentrazioni (ed il colore) restano costanti ed il sistema ha raggiunto lequilibrio. Tutto ciò è riassumibile tramite la seguente equazione: dove K rappresenta la costante di velocità di reazione ed il pedice eq si riferisce alle concentrazioni allequilibrio.

8 K ha un valore piccolo quando [N 2 O 4 ] eq > [NO 2 ] 2 eq K ha un valore grande quando [N 2 O 4 ] eq < [NO 2 ] 2 eq Il rapporto delle costanti genera una nuova costante complessiva detta costante di equilibrio. La costante di equilibrio K è uguale ad un particolare rapporto delle concentrazioni del prodotto e del reagente allequilibrio ad una determinata temperatura, ed è un indice di quanto avanza una reazione verso il prodotto.

9 Equazione di Vant Hoff Vant Hoff studiò la dipendenza dalla temperatura assoluta, della costante k di equilibrio e mostrò matematicamente tramite unequazione come essa varia al variare della temperatura. Dove, K 1, è la costante di equilibrio alla temperatura T 1,K 2 è la costante di equilibrio alla temperatura T2 e R è la costante universale dei gas. Perturbazione Effetto sul valore di K, Aumento di T aumenta se ΔH° r >0 diminuisce se ΔH° r <0 Diminuzione di T aumenta se ΔH° r <0 dimunuisce se ΔH° r >0

10 Bibliografia Kotz.-Treichel-Townsend, Chimica. Ed. Edises. Napoli 2010 Martin S. Silberberg. Chimica. Ed. McGraw-Hill. Milano 2008 Enciclopedia Biografica Universale. Ed. speciale per la Biblioteca Treccani. Roma 2007 Wikipedia: enciclopedia on-line


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