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Reazioni dirette e inverse Quando una reazione non si completa, cioè i reagenti non scompaiono del tutto e rimangono mescolati ai prodotti, La reazione.

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2 Reazioni dirette e inverse Quando una reazione non si completa, cioè i reagenti non scompaiono del tutto e rimangono mescolati ai prodotti, La reazione viene definita irreversibile Una reazione si blocca (velocità=0) quando i reagenti si sono completamente trasformati nei prodotti La reazione viene definita reversibile

3 reazione diretta La velocità di reazione diminuisce al diminuire delle concentrazioni dei reagenti tempo [reagenti] velocità della reazione diretta reazione chimica nel verso reagenti prodotti Reazioni dirette

4 reazione inversa Reazione chimica nel verso reagenti prodotti [prodotti] tempo velocità della reazione inversa la velocità della reazione inversa aumenta allaumentare della concentrazione dei prodotti

5 Equilibrio chimico [reagenti] [prodotti] Concentrazioni specie chimiche tempo La velocità della reazione diretta e di quella inversa si uguagliano

6 Espressione matematica dellequilibrio chimico nella reazione allequilibrio N 2 + 3H 2 2 NH 3 V a = K a [N 2 ][H 2 ] 3 e V b = K b [NH 3 ] 2 se V a = V b allora K a [N 2 ][H 2 ] 3 =K b [NH 3 ] 2 * Per avere le costanti e le variabili (concentrazioni) separate si divide lespressione * per Kb Kb [N 2 ][H 2 ] 3

7 Legge dellazione di massa KbKb KaKa = [NH 3 ] 2 [N 2 ][H 2 ] 3 KcKc = prodotto delle concentrazioni dei prodotti prodotto delle concentrazioni dei reagenti è una costante (K C ) Allequilibrio il rapporto

8 Teoria dellequilibrio mobile Una reazione si dice allequilibrio quando le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti rimangono costanti nel tempo La velocità della reazione diretta e inversa è la stessa Scompaiono tanti reagenti quanti se ne riformano nello stesso tempo La reazione viene rappresentata con una doppia freccia: REAGENTI PRODOTTI

9 Perché una reazione non si completa La velocità della reazione diretta diviene a un certo punto uguale a quella della reazione inversa e quindi il sistema chimico reagenti-prodotti non scivola completamente verso i soli prodotti perché i prodotti non sono decisamente più stabili dei reagenti La previsione sullandamento di una reazione, quindi, dipende dalle trasformazioni di energia associate alla trasformazione chimica descritte da grandezze termodinamiche e dal valore del rapporto tra di esse.

10 Grandezze termodinamiche Energia libera del sistema G Entalpia (energia trasformabile in lavoro) H Entropia (energia degradata, disordine) S Temperatura assoluta T In un sistema vengono misurate le variazioni (Δ ) delle grandezze G, H, S come differenza tra il valore finale della grandezza e quello iniziale

11 Variazione dellenergia libera e spontaneità della reazione ΔG = ΔH – T ΔS ΔG ΔH ΔS Esotermica spontanea Endotermica Non spontanea Aumento ordine Non spontanea Diminuzione ordine spontanea Reazione spontanea Reazione non spontanea >0>0 >0 <0 >0

12 Le reazioni reversibili Una reazione è reversibile quando il valore dellequazione ΔG = ΔH – T ΔS è uguale a 0 - Sono reazioni reversibili quelle che hanno un fattore di spontaneità (s) e un fattore di non spontaneità (n-s) ΔH + ΔS + ΔH - ΔS - Endotermiche (n-s) Diminuzione ordine (s) Endotermiche (n-s) Diminuzione ordine (s) Esotermiche (s) Aumento ordine (n-s) Esotermiche (s) Aumento ordine (n-s)

13 Numero molecole prodotti (n prodotti) maggiore ΔS Il valore di ΔS è positivo quando si passa da liquido (soluzione) gas 1 2 Numero molecole reagenti (n reagenti) minore Solido PCl 5 PCl 3 + Cl 2 n reagenti=1n prodotti=2

14 diminuisce aumenta Spostamento dellequilibrio verso destra ( prodotti) Temperatura ( ΔH -) esotermica (ΔH+) endotermica concentrazione Pressione (gas) reagentiprodotti avviene se n prodotti < n reagenti n prodotti > n reagenti N 2 +3H 2 2NH 3 PCl 3 + Cl 2 PCl 5

15 diminuisce aumenta Spostamento dellequilibrio verso sinistra ( reagenti) Temperatura ( ΔH -) esotermica (ΔH+) endotermica concentrazione Pressione (gas) reagentiprodotti avviene se n prodotti > n reagenti n prodotti < n reagenti N 2 +3H 2 2NH 3 PCl 3 + Cl 2 PCl 5


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