Contenuto
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Tassi di reazione
- Equilibrio
- Principio di Le Chateliers
- Calore ed equilibrio
Alcune reazioni chimiche - come la combustione della legna o l'esplosione del TNT - rilasciano calore nell'ambiente circostante. I chimici chiamano queste reazioni esotermiche.L'aumento della temperatura influisce su una reazione esotermica in due modi diversi: modificando la velocità della reazione e cambiando l'equilibrio tra prodotti e reagenti alla fine della reazione.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
In generale, la tua reazione accelera perché una temperatura più alta significa più calore ed energia nel tuo sistema. Tuttavia, in alcuni casi, l'innalzamento della temperatura potrebbe spostare l'equilibrio e impedire il verificarsi di alcune reazioni.
Tassi di reazione
Quasi tutte le reazioni aumentano più rapidamente all'aumentare della temperatura, comprese le reazioni esotermiche. La reazione tra ossigeno nell'aria e sostanze chimiche nella punta di una partita, ad esempio, è così lenta a temperatura ambiente che sembra non succedere nulla. Quando si riscalda la punta del fiammifero colpendolo contro la striscia dell'attaccante sulla scatola, tuttavia, la temperatura aumenta e con essa la velocità della reazione fino a quando non brucia con una fiamma calda. In generale, più aumenti la temperatura di una reazione esotermica, più velocemente andrà.
Equilibrio
La maggior parte delle reazioni chimiche può andare in entrambe le direzioni, il che significa che possono andare avanti e convertire i reagenti in prodotti o correre al contrario e convertire i prodotti in reagenti. Mentre la reazione procede in avanti, i reagenti si esauriscono gradualmente mentre i prodotti iniziano ad accumularsi, quindi la reazione in avanti rallenta mentre la reazione inversa accelera. Alla fine i tassi delle reazioni diretta e inversa sono gli stessi, quindi sebbene la reazione continui a verificarsi, le quantità di prodotti e reagenti non cambiano. Questo stato stazionario si chiama equilibrio.
Principio di Le Chateliers
Il rapporto tra reagenti e prodotti in equilibrio dipende dalla specifica reazione chimica. Per qualcosa come il fuoco, ad esempio, poco se uno dei reagenti viene lasciato in equilibrio, mentre per qualcosa come la reazione tra azoto e idrogeno per produrre ammoniaca, molti reagenti possono essere lasciati in equilibrio. Il principio di Le Chateliers afferma sostanzialmente che tutti i sistemi chimici vogliono arrivare e rimanere in equilibrio. Se si aggiungono prodotti di reazione a un sistema chimico in equilibrio, ci si può aspettare che una certa quantità di prodotto verrà convertita in reagenti, mentre se si aggiungono reagenti, una certa quantità di reagenti verrà convertita in prodotti in modo da mantenere l'equilibrio.
Calore ed equilibrio
Per una reazione esotermica, il calore è essenzialmente un prodotto della reazione. In linea con il principio di Le Chateliers, se si aumenta la temperatura si aumenta la quantità di prodotti e quindi si sposta l'equilibrio all'equilibrio indietro verso i reagenti, il che significa che rimarranno più reagenti all'equilibrio. Maggiore è la temperatura, più l'equilibrio all'equilibrio si sposta indietro verso i reagenti. Un esempio famoso è la reazione tra idrogeno e azoto per produrre ammoniaca. La reazione è così lenta a temperatura ambiente che non accade nulla. Se si aumenta la temperatura per accelerare la reazione, tuttavia, l'equilibrio all'equilibrio si sposta indietro verso i reagenti e viene prodotta pochissima ammoniaca.