Quimica

CINÈTICA QUÍMICA
Velocitat de reacció
Totes les reaccions químiques necessiten un cert temps per realitzar-se, però unes són molt ràpides i d’altres, lentes. Reacció ràpida: Reacció lenta: 2 Na (s) + 2 H2O (l) 2 Fe (s) + O2 (g) → → 2 NaOH (aq) + H2 (g) 2 FeO (s)

La velocitat de reacció és una magnitud positiva que expressa com varia amb el temps la concentració d’un reactiu que desapareixo d’un producte que es forma. Quantitativament, la velocitat de reacció és la variació de la molaritat en la unitat de temps.

Reaccions químiques i energia d’activació
La matèria està formada per partícules que poden ser àtoms, molècules o ions. En els gasos, les partícules estan en incessant i ràpid moviment. Encara que en els líquids passa el mateix, les partícules estan més juntes i la sevavelocitat és més petita. En els sòlids, les partícules ocupen posicions determinades i només vibren al voltant d’aquestes posicions. En augmentar la temperatura d’un sistema, augmenta I' energia cinètica mitjana de les seves partícules i, per tant, la seva velocitat mitjana. A una temperatura determinada, no totes les molècules tenen la mateixa velocitat. Hi ha algunes molècules que tenenvelocitats molt elevades; d’altres, velocitats petites; però la majoria de les molècules tenen velocitats intermèdies. Per això, en parlar d’energia cinètica de les molècules es fa referència a la seva energia cinètica mitjana.

Perquè tingui lloc una transformació química és condició necessària que les partícules que reaccionen, ja siguin àtoms, molècules o ions, xoquin les unes amb les altres. Notots els xocs entre les partícules reactives acaben en canvi químic, ja que n’hi ha que, en xocar, reboten sense experimentar cap transformació. Per tal que aquesta tingui lloc, les molècules han de xocar amb una orientació adequada i, a més a més, amb prou energia per trencar els enllaços. Si la velocitat a què van les molècules en el moment del xoc és petita -les molècules tenen poca energiacinètica-, reboten sense produir reacció química i el xoc és ineficaç. Perquè un xoc sigui eficaç, és a dir, vagi seguit de reacció, cal que les partícules que xoquen estiguin activades, o sigui, que tinguin una energia superior a la de les partícules que només xoquen i reboten. Aquest suplement d’energia s’anomena energia d’activació.
La teoria del complex activat o de l’estat de transició proposa quede la col·lisió entre les partícules reaccionants en resulta un complex activat, un estat intermedi d’alta energia i de curta durada que pot retornar a la situació prèvia al xoc (reactius) o donar els productes, tot en funció de si l’energia cinètica del xoc arriba a proporcionar l’energia d’activació necessària.

La variació d’entalpia és una funció d’estat; el seu valor no depèn dels estadisintermedis, només dels estats inicial i final.

Reacció exotèrmica.

Reacció endotèrmica.

Per què el butà i l’oxigen poden estar barrejats sense entrar en combustió però una petita espurna pot provocar una ràpida reacció explosiva?

Mecanisme d’una reacció
Hi ha reaccions químiques senzilles, però en d’altres, pel fet d’aparèixer coeficients estequiomètrics elevats, l’equació química ésmés complexa. 2 MnO4
(aq)

+ 5 H2O2 (l) + 6 H

+

2 Mn

2+

+ 5 O2 (g) + 8 H2O (l)

Segons el model dels xocs moleculars, perquè tingui lloc aquesta reacció s’hauria de produir un xoc en el qual participessin alhora 2 ions permanganat, 5 molècules de peròxid d’hidrogen i 6 protons, en total 13 partícules. Això és extremament improbable, per no dir impossible. Tot i això, aquesta ésuna reacció que transcorre a gran velocitat.

S’accepta que tota reacció, I' equació química de la qual és més o menys complicada, té lloc mitjançant un mecanisme de reacció, que és una seqüència de reaccions elementals, la suma de les quals ens dona la reacció global. En general, cada reacció elemental correspon a col·lisions de dues o, com a màxim, tres partícules simultàniament. Cadascuna de...