VELOCITA DI UNA REAZIONE CHIMICA La velocità di reazione esprime la massa di reagenti che si trasformano nell unità di tempo:

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1 VELOCITA DI UNA REAZIONE CHIMICA La velocità di reazione esprime la massa di reagenti che si trasformano nell unità di tempo: V= m/ t La velocità di reazione è una grandezza intensiva, (quindi non dipende dalla massa del sistema ma è identica in ogni sua goccia). La V in una reazione chimica non è costante ma è più alta all inizio della reazione per poi diminuire verso la fine. ENERGIA DI ATTIVAZIONE: è l energia minima che occorre per iniziare una reazione, rompendo alcuni legami dei reagenti, ed innescare il processo. Affinché avvenga una reazione chimica devono realizzarsi contemporaneamente 3 condizioni: 1. si verifichi un certo numero di urti 2. le collisioni avvengano con orientazione appropriate. 3. che l energia sia sufficiente a effettuare le trasformazioni. I CATALIZZATORI: sono sostanze che accelerano una reazione chimica riducendo l energia di attivazione, senza consumarsi durante la trasformazione:

2 esempio di catalizzatori: La marmitta catalitica contiene due catalizzatori fatti di materiale ceramico poroso che hanno la funzione di TRASFORMARE i gas di scarico tossici qual è il monossido di azoto ed il monossido di carbonio, in gas più tolleranti quali azoto, ossigeno ed anidride carbonica: 1. NO N 2 + O 2 2. CO CO 2 Quali sono i fattori che influenzano una reazione chimica: 1. natura dei reagenti 2. concentrazione 3. temperatura 4. superficie di contatto 5. la presenza di catalizzatori. Segue un esperienza di laboratorio che ha lo scopo di dimostrare sperimentalmente che la velocità di una reazione chimica è condizionata dalla concentrazione dei reagenti, dalla temperatura e dalla presenza di un catalizzatore.

3 ESPERIENZA DI LABORATORIO: FATTORI CHE INFLUENZANO LA VELOCITA DI UNA REAZIONE CHIMICA: Per valutare sperimentalmente i fattori che influenzano una reazione chimica, consideriamo una reazione in cui il permanganato (di colore viola intenso) reagisce in ambiente acido con acido ossalico, per formare una soluzione con dei Sali incolore. REAZIONE CHIMICA: 2 KMnO 4 +5 H 2 C 2 O 4 +H 2 SO 4 2MnSO 4 + K 2 SO CO 2 + 8H 2 O reagenti: soluzione di KMnO 4 (3,2 g in 1 L di soluzione acquosa) soluzione di H 2 C 2 O 4 (9 g in 1 L di soluzione acquosa) soluzione di acido solforico conc. prestare molta attenzione nell adoperare i vari reagenti, registrare i pittogrammi riportati sulle etichette ed operare secondo le frasi di rischio R ed i consigli di prudenza S. 1. influenza della concentrazione: utilizzare due file di 4 beker ognuna, da 250 ml ed inserire le varie soluzioni seguendo lo schema della tabella. Unire il contenuto della 1 fila con quello della 2 e registrare i tempi di decolorazione. Prova 1 KMnO H 2 C 2 O 4 H 2 O H 2 SO 4 ml KMnO 4 ml totali / / / /82 1 fila 2 fila di beker Tempo di decolorazione in secondi.

4 2. Influenza della temperatura : utilizzare due file di 4 provette ognuna, scaldarle a bagno maria, unire il contenuto della provetta 1 con la 5 e registrare tempo e temperatura, fare la stessa cosa con combinazione di provette 2-6, 3-7, 4-8. (usare temperature tra i 20 gradi ed i 60 con un aumento di circa 10 per ogni combinazione. Temperatura KMnO 4 3,5 H 2 C 2 O 4 + 0,5 H 2 SO 4 tempo di decolorazione in secondi T1= 3 Ml 3,5 ml + 0,5 ml 3/7=0,43 T2= 3 ml 3,5 ml + 0,5 ml 3/7=0,43 T3= 3 ml 3,5 ml + 0,5 ml 3/7=0,43 T4= 3 ml 3,5 ml + 0,5 ml 3/7=0,43 [KMnO 4 ] 3. Presenza di un catalizzatore (MnO 2 ): utilizzare 4 beker da 100 ml ed inserire le soluzioni secondo lo schema della tabella e registrare i tempi di decolorazione. N beker ml KMnO 4 H 2 C 2 O 4 H 2 SO 4 [KMnO 4 ] MnO 2 catalizzatore 1 50 ml 50 ml 5 ml 50/105 SI tempo di decolorazione in secondi 2 50 ml 50 ml 5 ml 50/105 NO

5 1/t gruppo 1 alunni Grafico VELOCITA -CONCENTRAZIONE guida, povolo, guzzon, serio, munari, antonelli, n prova [KMnO4] tempo di decolorazione 1/t 1 0, , , , , , , ,0063 Il grafico è stato costruito riportando sull asse delle ascisse la concentrazione di permanganato di potassio, su quello delle ordinate l inverso del tempo, 1/t. Dato che il 1/t è direttamente proporzionale alla velocità media nel tempo t, il grafico rappresenta la relazione tra la concentrazione dei reagenti e la velocità di reazione- 0,0250 0,0200 0,0150 0,0100 0,0050 0,0000 0,45 0,24 0,16 0,12 [KMnO4] gruppo 2 rossini, orlando, de simone, arzenton, ghisu, gianti, sodku n prova [KMnO4] tempo di decolorazione 1/t 1 0, , , , , , , ,0055

6 1/t 0,0250 0,0200 0,0150 0,0100 0,0050 0,0000 0,45 0,24 0,16 0,12 [KMnO4]