Reazioni dirette e inverse

Presentazione sul tema: "Reazioni dirette e inverse"— Transcript della presentazione:

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

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

3 reagenti prodotti reazione inversa velocità della reazione inversa
Reazione chimica nel verso reagenti prodotti reazione inversa [prodotti] velocità della reazione inversa tempo la velocità della reazione inversa aumenta all’aumentare della concentrazione dei prodotti

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

5 Espressione matematica dell’equilibrio chimico
nella reazione all’equilibrio N2 + 3H2 2 NH3 Va= Ka [N2][H2] e Vb= Kb [NH3]2 se Va= Vb allora Ka [N2][H2]3=Kb [NH3]2 * Per avere le costanti e le variabili (concentrazioni) separate si divide l’espressione * per Kb [N2][H2]3

6 Legge dell’azione di massa
All’equilibrio il rapporto prodotto delle concentrazioni dei prodotti prodotto delle concentrazioni dei reagenti [NH3]2 Ka Kc = = è una costante (KC) Kb [N2][H2]3

7 Teoria dell’equilibrio mobile
Una reazione si dice all’equilibrio 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

8 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 sull’andamento 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.

9 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

10 Variazione dell’energia libera e spontaneità della reazione
Esotermica spontanea Aumento ordine Non spontanea ΔG = ΔH – T • ΔS <0 ΔH <0 ΔS >0 >0 Reazione spontanea Endotermica Non spontanea ΔG <0 Diminuzione ordine spontanea >0 Reazione non spontanea

11 Le reazioni reversibili
Una reazione è reversibile quando il valore dell’equazione 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) Esotermiche (s) Aumento ordine (n-s)

12 ΔS 1 2 Il valore di ΔS è positivo quando si passa da gas
liquido (soluzione) Solido Numero molecole prodotti (n prodotti) maggiore 2 Numero molecole reagenti (n reagenti) minore PCl5 PCl3 + Cl2 n reagenti=1 n prodotti=2

13 Spostamento dell’equilibrio verso destra (prodotti)
diminuisce aumenta avviene se concentrazione reagenti prodotti Temperatura (ΔH-) esotermica (ΔH+) endotermica N2+3H2 Pressione (gas) PCl5 n prodotti < n reagenti n prodotti > n reagenti PCl3 + Cl2 2NH3

14 Spostamento dell’equilibrio verso sinistra (reagenti)
diminuisce aumenta avviene se concentrazione prodotti reagenti Temperatura (ΔH-) esotermica (ΔH+) endotermica N2+3H2 Pressione (gas) PCl5 n prodotti > n reagenti n prodotti < n reagenti PCl3 + Cl2 2NH3