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1/17 4 a ESPERIENZA FATTORI CHE INFLUENZANO LA VELOCITA DI UNA REAZIONE CHIMICA.

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1 1/17 4 a ESPERIENZA FATTORI CHE INFLUENZANO LA VELOCITA DI UNA REAZIONE CHIMICA

2 2/17 Obiettivi Definizione di velocità Osservare come e da cosa dipende la velocità di una reazione chimica

3 3/17 I prodotti di una reazione chimica si possono formare spontaneamente solo se lenergia libera del sistema reagente diminuisce. TERMODINAMICA E CINETICA Dal valore di G° e dalla composizione iniziale si possono ottenere le composizioni all equilibrio. Reagenti G Prodotti Spontanea DG < 0 Prodotti Non spontanea DG > 0

4 4/17 Niente invece si può dire del tempo impiegato perché la reazione arrivi a completamento (equilibrio) 2 H 2(g) + O 2(g) 2 H 2 O (l) Il controllo dei fattori che influenzano i tempi di reazione è di fondamentale importanza dal punto di vista pratico

5 5/17 La branca della chimica che si occupa dello studio che riguarda levoluzione temporale delle reazioni chimiche si chiama Cinetica Chimica. Essa si occupa di ricavare sperimentalmente la velocità di una data reazione chimica e le relazioni tra i vari parametri che la influenzano. Le informazioni sulla cinetica di una reazione possono essere ricavate solo per via sperimentale (nulla può essere detto nota la termodinamica della reazione) CINETICA CHIMICA

6 6/17 Come variano le concentrazioni nel tempo ? A + 2B C + 2D A + 2B C + 2D K eq =3.75

7 7/17 Velocità di comparsa di un prodotto o di scomparsa di un reagente (Velocità media)

8 8/17 VELOCITA di scomparsa o comparsa (Velocità istantanea)

9 9/17 DEFINIZIONE DI VELOCITA DEFINIZIONE DI VELOCITA (Che reagente, prodotto scegliere ?) A + 2 B C + 2D

10 10/17 FATTORI CHE INFLUENZANO LA VELOCITA 1) La natura della reazione in esame; 2) Modo di contatto dei reagenti (reazioni in fase omogenea e in fase eterogenea) 3) Losservazione della dipendenza dagli altri parametri: temperatura, concentrazione, catalizzatori … sono lo scopo di questa esperienza.

11 11/17 MnO MnO (COOH) 2 + 6H + 10 CO 2 + 2Mn H 2 O MnO 4 - Lo ione permanganato (MnO 4 - ) è fortemente colorato in violetto le altre specie sono praticamente incolori. (Lo ione manganoso, Mn 2+, ha una colorazione rosa molto debole non osservabile alle concentrazioni di questa esperienza) Usando un difetto dello ione permanganato è possibile osservare quando esso è scomparso e misurare il tempo complessivo impiegato dalla reazione per arrivare a completamento. Dalla concentrazione del permanganato e il coefficiente stechiometrico potremo quindi calcolare una velocità media di reazione (su tutto larco del tempo di reazione). La velocità media ottenuta verrà messa in relazione con temperatura, con le concentrazioni dei reagenti e con la presenza di un catalizzatore.

12 12/17 Leggi cinetiche

13 13/17 Parte Sperimentale Preparare le seguenti soluzioni: I) 5.00 dm -3 acido ossalico mol dm dm -3 KMnO mol dm -3 II) (SOTTO CAPPA) Sol – A (preparare e titolare per prima) Mescolare 1.50 dm 3 della soluzione di acido ossalico (I) e 200 cm 3 H 2 SO 4 concentrato in matraccio da 2.00 dm 3. Usare acqua per portare a volume. Sol – B (solo quando serve per l'ultimo esperimento) 1.50 dm 3 della soluzione I KMnO 4 e 200 cm 3 H 2 SO 4 concentrato in matraccio da 2.00 dm 3. Usare acqua per portare a volume.

14 14/17 I -a serie di prove (ripetere a ~0, ~20 (temperatura ambiente), ~40°C) Cambiano tutte le concentrazioni Stesse moli di reagente – cambia il volume delle soluzioni 10 cm cm 3 10 cm cm 3 10 cm cm 3

15 15/17 10 cm cm 3 15 cm 3 20 cm cm 3 30 cm cm 3 40 cm 3 II -a serie di prove (solo a ~20 °C) Cambia solo la concentrazione dellacido ossalico. Volume costante (55 cm 3 ) Stesse moli di KMnO 4 e di acido

16 16/17 III -a serie di prove (a ~20 °C) Presenza di un catalizzatore 30 cm 3 catalizzatore

17 17/17 Titolazione di acido ossalico e Permanganato di Potassio Le soluzioni permanganato di potassio e di permanganato vanno titolate. A ~60 °C la reazione di ossidazione dellacido ossalico è sufficiente veloce da essere usata praticamente. Si mette un volume noto di acido ossalico in un bicchiere (in un caso la concentrazione è incognita nell'altro nota) - Il permanganato va messo in buretta (concentrazione nota nel primo caso, incognita nell'altro). Il punto equivalente si rileva facilmente - quando il permanganato è in eccesso la soluzione si colora permanentemente. (KMnO 4 è anche l'indicatore) MnO MnO (COOH) 2 + 6H + 10 CO 2 + 2Mn H 2 O


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