Contenuto
- Energia di attivazione
- Misurazione dell'energia di attivazione
- Energia di attivazione dell'orologio di iodio
Molti studenti di chimica delle scuole superiori e dei college superiori eseguono un esperimento noto come reazione "iodio-orologio", in cui il perossido di idrogeno reagisce con lo ioduro per formare iodio e lo iodio successivamente reagisce con lo ione tiosolfato fino a quando il tiosolfato non viene consumato. A quel punto, le soluzioni di reazione diventano blu in presenza di amido. L'esperimento aiuta gli studenti a comprendere i fondamenti della cinetica chimica - le velocità con cui avvengono le reazioni.
Energia di attivazione
Le reazioni chimiche sono termodinamicamente "favorevoli" se l'energia complessiva dei prodotti è inferiore all'energia complessiva dei reagenti. La formazione di prodotti, tuttavia, richiede innanzitutto la rottura del legame nei reagenti e l'energia necessaria per romperli rappresenta una barriera energetica nota come "energia di attivazione" o Ea.
Misurazione dell'energia di attivazione
La determinazione dell'energia di attivazione richiede dati cinetici, cioè la costante di velocità, k, della reazione determinata a varie temperature. Lo studente costruisce quindi un grafico di ln k sull'asse y e 1 / T sull'asse x, dove T è la temperatura in Kelvin. I punti dati dovrebbero cadere lungo una linea retta, la cui pendenza è uguale a (-Ea / R), dove R è la costante di gas ideale.
Energia di attivazione dell'orologio di iodio
Il diagramma di (ln k) vs. (1 / T) per la reazione dell'orologio di iodio dovrebbe rivelare una pendenza di circa -6230. Pertanto, (-Ea / R) = -6230. Utilizzando una costante di gas ideale di R = 8,314 J / K.mol si ottiene Ea = 6800 * 8,314 = 51,800 J / mol, o 51,8 kJ / mol.