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La termodinamica chimica si occupa della differenza di energia tra prodotti e reagenti di una reazione, identificati anche come stato finale e stato iniziale.

Copie: 3
AA + bB pP + qQ V = -1/a x d[A]/dt = -1/b x d[B]/dt =1/p x d[P]/dt =1/q x d[Q]/dt DEFINIZIONE di velocità di reazione.

AA + bB pP + qQ V = -1/a x d[A]/dt = -1/b x d[B]/dt =1/p x d[P]/dt =1/q x d[Q]/dt DEFINIZIONE di velocità di reazione.

AA + bB pP + qQ V = -1/a x d[A]/dt = -1/b x d[B]/dt =1/p x d[P]/dt =1/q x d[Q]/dt DEFINIZIONE di velocità di reazione.

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Presentazione sul tema: "La termodinamica chimica si occupa della differenza di energia tra prodotti e reagenti di una reazione, identificati anche come stato finale e stato iniziale."— Transcript della presentazione:

1 La termodinamica chimica si occupa della differenza di energia tra prodotti e reagenti di una reazione, identificati anche come stato finale e stato iniziale di una trasformazione. La cinetica chimica si occupa della velocità con cui la reazione procede. Da misure di velocità di reazione si può arrivare a capirne il meccanismo a livello atomico.

2 aA + bB pP + qQ V = -1/a x d[A]/dt = -1/b x d[B]/dt =1/p x d[P]/dt =1/q x d[Q]/dt DEFINIZIONE di velocità di reazione

3 r1 + r2 p1 + p2 Sperimentalmente si trova che….. la velocità varia con le concentrazioni v= k[r1] n [r2] m n,m= ordini di reazione, somma degli ordini di reazione dei singoli reagenti= ordine di reazione totale

4 v= k[…] la velocità è data dal prodotto di concentrazioni per una costante k che sperimentalmente è data dalla seguente equazione: -E a /RT k = A e A = fattore sterico E a = energia dattivazione R = costante universale dei gas T = temperatura assoluta

5 Da cosa dipende la velocità natura di reagenti e prodotti concentrazioni reagenti (teoria delle collisioni efficaci) temperatura (influenza sul numero di collisioni efficaci) catalizzatori

6 Esistenza di una barriera TEORIA DELLE COLLISIONI E. di attivazione Energia cinetica numero di molecole COLLISIONI EFFICACI ___________________________

7 REAZIONI ELEMENTARI avvengono in un solo atto reattivo, gli ordini di reazione coincidono con i coefficienti stechiometrici MOLECOLARITA numero di particelle coinvolte nellatto reattivo, la molecolarità coincide con lordine di reazione totale (somma dei coefficienti stechiometrici) REAZIONI COMPLESSE (SOMMA DI REAZIONI ELEMENTARI)

8 elementare 2HI V= k[HI] 2 Molecolarità 2

9 non elementare 2NO2Cl 2NO2 + Cl2 totale v= k1[NO2Cl] Due Stadi: NO2Cl NO2 + Cl lento v= k1[NO2Cl] molecolarità 1 NO2Cl + Cl NO2 + Cl2 veloce v =k2[NO2Cl] [Cl] molecolarità 2 LA VELOCITA E DATA dallo stadio più lento

10 aA + bB cC + dD per una reazione elementare v =k [A] a [B] b v =k [C] c [D] d EQUILIBRIO La REAZIONE SI ARRESTA QUANDO LE DUE VELOCITA DIRETTA E INVERSA SI EGUAGLIANO aA + bB cC + dD

11 v =k [A] a [B] b =v =k [C] c [D] d k [A] a [B] b =k [C] c [D] d k / k = [C] c [D] d /[A] a [B] b = K equilibrio PUNTO DINCONTRO TRA TERMODINAMICA E CINETICA

12 Il catalizzatore è una sostanza in grado di modificare la velocità di una reazione facendone cambiare il meccanismo, modificando quindi il valore dellenergia dattivazione, la barriera da superare, IN Più O IN MENO, CATALISI POSITIVA O NEGATIVA. Teoricamente si recupera inalterato alla fine della reazione. ESEMPIO DI CATALISI POSITIVA

13 3 H 2 (g) + 1 N 2 (g) 2 NH 3 (g) + calore Azoto e idrogeno reagiscono in rapporto 1:3 a temperatura ottimale tra °C e pressione ottimale di atm utilizzando magnetite (ferro) quale promotore della catalisi. La reazione consiste in un equilibrio chimico in fase gassosa descritto dall'equazione stechiometrica. La reazione è esotermica e sviluppa 92,4 kJ/mol. Le alte pressioni adoperate e la sottrazione dal reattore dell'ammoniaca prodotta spostano l'equilibrio verso destra. Preparazione catalizzatore Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O PREPARAZIONE INDUSTRIALE DELLAMMONIACA, processo lento termodinamicamente sfavorito alle alte temperature. CATALISI ETEROGENEA

14 Il meccanismo di reazione implicato nel processo di catalisi, in base all'adsorbimento superficiale, può così riassumersi: N 2 (g) 2N ads H 2 (g) 2H ads N ads + H ads NH ads NH ads + H ads NH 2ads NH 2ads + H ads NH 3ads NH 3ads NH 3 (g).

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16 Si devono rompere i legami di molecole non polari. H-H N N Si devono formare i legami di una molecola polare.

17 CH=CH- + H2 -CH2-CH2- IDROGENAZIONE n presenza di Nickel CATALISI ETEROGENEA

18 Marmitta catalitica (eterogenea) Reazioni catalizzate 2CO(g) + O 2 (g) 2CO 2 (g) 2NO(g) + 2CO(g) N 2 (g) + 2CO 2 (g) 2C 6 H 6 (g) + 15O 2 12CO 2 (g) +6H 2 O(l)

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21 Catalisi omogenea

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