Chimica organica/Principi di Cinetica Chimica: differenze tra le versioni

Prendiamo infatti la generica reazione chimica
<center><math>A + nB \rightarrow mC</math></center>
Durante tale reazione la scomparsa di una molecola del composto A si accompagna alla scomparsa di ''n'' molecole di B. La domanda che sorge spontanea è: la velocità della reazione è dunque pari al tasso di scomparsa di A nel tempo, oppure al tasssotasso di scomparsa di di B, che è ''n'' volte più veloce?
 
Per risolvere questa ambiguità si introduce il così detto "'''grado di avanzamento'''" della reazione, ''&xi;'', e si pone
v = -\frac{d[A]}{dt} = -\frac{1}{n}\frac{d[B]}{dt} = \frac{1}{m}\frac{d[C]}{dt} = \frac{d\xi}{dt}
</math></center>
Ecco dunque che la velocità di una reazione chimica si può definire in modo rigoroso e non più ambiguo come '''il tasso di variazione nel tempo del suo grado di avanzamento'''. eSi sipuò puòinoltre valutatavalutare misurando la concentrazione di uno qualunque dei reagenti o dei prodotti, ottenendo sempre uno stesso valore.
L'unità di misura della velocità di reazione è M s<sup>-1</sup> .
 
La maggior parte delle reazioni chimiche che vengono studiate in chimica organica non portano in un unico passaggio dai reagenti ai prodotti, ma avvengono attraverso una serie di reazioni, che cumulativamente costituiscono il così detto '''meccanismo di reazione'''.
 
Molto spesso lail velocitàmeccanismo di una reazione risultafa sì che la sua velocità risulti essere proporzionale alla concentrazione delledei specie chimiche coinvoltereagenti, ciascuna elevata ad una potenza - (spesso un numero intero positivo, ma può essere anche un numero negativo, nullo o frazionario). -Questa nellaosservazione, cosiddettadi [[equazionetipo strettamente '''empirico''', è riassunta dalla '''legge cinetica]];''' addella reazione, una equazione che, per l'esempio proposto sopra, ha la forma
<center><math> v = k [A]^a [B]^b \, </math></center>
Gli esponenti ''a'' e ''b'' sono detti '''ordini'''. La relazione tra v e la concentrazione di A si dice dunque '''di ordine a'''. L''''ordine complessivo''' della reazione è la somma degli ordini relativi ai vari reagenti. <u> É opportuno sottolineare che non esiste nessun nesso, se non puramente casuale, tra gli ordini della reazione e la sua stechiometria </u>.
Il coefficiente K, caratteristico della reazione in esame, prende il nome di '''costante cinetica''' e risulta indipendente dalla concentrazione di prodotti e reagenti, ma dipendente dalla temperatura alla quale avviene la reazione.
Le legge cinetica di una reazione, essendo dovuta al meccanismo della reazione, da preziose informazioni su di esso. Ecco perchè grossi sforzi sono dedicati dai ricercatori alla determinazione sperimentale della costante cinetica e delle potenze alle quali sono elevate le concetrazioni dei reagenti.
 
== La costante di velocità e l'energia di attivazione ==
Molto spesso la velocità di reazione risulta essere proporzionale alla concentrazione delle specie chimiche coinvolte, ciascuna elevata ad una potenza - spesso un numero intero positivo, ma può essere anche un numero negativo, nullo o frazionario - nella cosiddetta [[equazione cinetica]]; ad esempio
(Da completare)
<center><math>
La costante di velocità è legata alla temperatura secondo la relazione
v = k [A]^a [B]^b [C]^c \,
<center><math> k = \mathcal{A} e^{(-\frac{E_a}{RT})} </math></center>
nota come [[equazione di Arrhenius]] in cui <math>\mathcal{A}</math> viene detto ''fattore pre-esponenziale'' e <math>E_a</math> ''[[energia di attivazione]]''. <math>R</math> è la [[costante universale dei gas]].
Gli esponenti ''a'', ''b'' e ''c'' vengono determinati sperimentalmente; conoscerli significa, oltre a prevedere l'andamento della reazione nel tempo, anche avere una buona indicazione sul [[meccanismo (chimica)|meccanismo]] della reazione stessa. La somma di ''a'', ''b'' e ''c'' viene detta [[ordine di reazione]].
Anche il coefficiente ''k'' viene desunto sperimentalmente; viene chiamato [[costante di velocità]] ed è legato alla [[temperatura]] in modo esponenziale tramite la relazione
<center><math>
k = \mathcal{A} e^{(-\frac{E_a}{RT})}
</math></center>
nota come [[equazione di Arrhenius]] in cui <math>\mathcal{A}</math> viene detto ''fattore pre-esponenziale'' e <math>E_a</math> ''[[energia di attivazione]]''. <math>R</math> è la [[costante universale dei gas]].
 
== Il meccanismo di reazione ==
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